CULTIVOS HIDROPONICOS 1
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Santiago pineda
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MANUAL DE CULTIVOS HIDROPONICOS
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Santiago pineda
LA HIDROPONIA
SANTIAGO ADOLFO PINEDA
GERMAN CHAVES
Ingeniero Agrónomo
MSc. Ciencias Agrarias con énfasis en Producción de Cultivos
UNIVERSIDAD DE NARIÑO
INGENIERIA AGRONOMICA
FISIOLOGIA VEGETAL
PASTO
2015
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCION………………………………………………………………… pág. 4
OBJETIVOS……………………………………………………………………….. pág. 5
MARCO TEORICO……………………………………………………….. págs. 6-53
CONCLUSIONES…………………………………………………………….. Pág. 54
BIBLIOGRAFIA………………………………………………………….. págs. 55-56
4
INTRODUCCION
Desde los inicios de las civilizaciones el hombre ha tenido que adaptarse a
diferentes situaciones en su afán por conseguir alimento y sobrevivir, no siempre
las situaciones son favorables para su producción por diversos factores
ambientales, como suelo, agua, temperatura, luz, entre otros, pero una vez se
encuentren las condiciones óptimas para su obtención se puede hablar de
seguridad alimentaria, que según la FAO (2015) se da cuando todas las personas
tienen acceso físico, social y económico permanente a alimentos seguros, nutritivos
y en cantidad suficiente para satisfacer sus requerimientos nutricionales y
preferencias alimentarias, y así poder llevar una vida activa y saludable.
En el afán de acabar con el hambre mundial nacen otro tipo de cultivos
complementarios a los tradicionales, conocidos como cultivos “hidropónicos”, que
son llamados también cultivos sin suelo, donde este es reemplazado por un sustrato
inerte o inclusive solo con películas de agua que contienen todos los nutrientes
necesarios para el correcto crecimiento y desarrollo de las plantas, interactuando
directamente con sus raíces.
Según Caldeyro (2007) la hidroponía contribuye a la disponibilidad de alimentos (en
particular productos frescos), proporciona empleo e ingresos y puede contribuir a la
seguridad alimentaria y a la nutrición de la población urbana, además puede ser
aplicada en poblaciones vulnerables como, personas de bajos recursos, niños en
jardinerías, ancianos, discapacitados físicos y mentales, prisioneros en las cárceles,
pequeños productores y otros. De lo anterior se puede establecer a la hidroponía
como una herramienta fija en la lucha con el hambre en el mundo.
Por lo dicho se necesita hacer una recopilación de los aspectos más importantes
tratados en un cultivo hidropónico para la correcta implementación de esta
herramienta llamada “la agricultura del futuro”.
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OBJETIVOS
Objetivo General:
- Analizar las características más importantes de un sistema hidropónico y su
gran importancia en el mundo como un medio de cultivo eficaz en la
complementación de la agricultura tradicional para asegurar la disponibilidad
de alimento a nivel nacional y mundial.
Objetivos Específicos:
- Dar a conocer los pasos principales en la implementación de un sistema
hidropónico.
- Informar sobre el proceso que ha atravesado esta técnica a través del tiempo.
- Fomentar una concientización sobre el gran impacto que esta técnica tiene
en la conservación del medio ambiente.
6
MARCO TEORICO
CULTIVOS HIDROPONICOS
HISTORIA:
Desde la antigüedad el hombre se ha preguntado por la composición fundamental
de los organismos vivos. Aristóteles (384-322 A.C) decía que la materia estaba
constituida por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego.
En el siglo XVII se creía que las plantas formaban soluciones nutritivas a partir del
agua pura, aunque la historia data de eventos mucho más antiguos, Cuando el Rey
Nabucodonosor II, hacia el Siglo VI A. C., quiso complacer a su esposa Amytis,
recreando en su ciudad montes y colinas de exuberante vegetación, nunca imaginó
que estaba construyendo una de las Siete Maravillas del Mundo Antiguo y mucho
menos que los Jardines Colgantes de Babilonia, serían considerados miles de
años más tarde como el primer cultivo hidropónico del que la humanidad tenga
conocimiento. La antigua Babilonia, localizada a orilla del Río Éufrates, poseía el
más extraordinario jardín en terrazas de piedra, colocadas en forma escalonada, en
las que se plantaron árboles, flores y arbustos, los que eran regados a través de
una especie de noria que llevaba el agua desde un pozo hasta el lugar más alto del
jardín. La vegetación era tan desarrollada que se alcanzaba a observar desde
afuera a pesar de las dobles murallas de la ciudad, Otro ejemplo ancestral de
hidroponía fueron los Jardines Flotantes de los Aztecas, llamados chinampas.
Las chinampas se constituyeron en el más eficiente sistema de producción en agua
conocido hasta entonces; surgió como la respuesta creativa de Los Aztecas ante la
presión de las tribus rivales, que los desplazó hacia el lago, dejándolos sin tierra
suficiente para cultivar. Aunque posteriormente los aztecas lograron derrotar a sus
opresores, nunca abandonaron los cultivos establecidos en el lago. Las chinampas
eran balsas construidas con cañas y bejucos, que flotaban en el Lago Tenochtitlán
(México), estas se llenaban con lodo extraído del fondo poco profundo del lago, rico
en materiales orgánicos que suministraba los nutrientes requeridos por las plantas;
las raíces traspasaban el fondo de la balsa y extraían directamente del lago el agua
necesaria para su desarrollo. Otro ejemplo es el cultivo de arroz en la China Imperial
y aun en jeroglíficos egipcios se describe el cultivo de plantas en agua por el rio
Nilo. (Molina, 2001)
Mucho tiempo después tratando de entender la manera como las plantas realizaban
su nutrición Van Helmont (1600), realizo el experimento más importante de la época:
planto sauces en potes llenos de tierra y durante cinco años los rego únicamente
con agua lluvia; resulto que mientras la tierra había disminuido en unos 62 gramos,
el peso del sauce aumento 164 libras. Helmont concluyo que todos los nutrientes
salieron del agua.
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El planteamiento equivocado de Helmont fue modificado por los ensayos, del inglés
Woodward, que en 1699 sembró yerbabuena en agua y comprobó que al añadir
tierra de jardín al cultivo en agua, se mejoraba de forma notable el desarrollo de las
plantas. De ahí su teoría de que era la tierra y no el agua la que suministraba los
nutrientes a las plantas.
A partir de estas experiencias ya se perfila la hidroponía como una de las principales
herramientas para conocer cómo se realiza la nutrición vegetal.
Du Hamel continúo experimentando con agua; comparaba el desarrollo de plántulas
en botellas con solución nutriente de baja concentración con el de plántulas en agua
filtrada. Su conclusión: las plantas no solo toman agua, sino también otros
elementos disueltos en ella.
Posteriormente el suizo De Saussure (1767- 1845) cultivando plantas en soluciones
de sales minerales simples, descubrió que no todas las sustancias eran absorbidas
en iguales proporciones. También estableció el principio de esencialidad de ciertos
elementos.
De Saussure afirmo que las plantas están compuestas por elementos químicos
obtenidos del agua, el suelo y el aire. Boussingault (1851) cultivo plantas en otros
sustratos inertes adicionando nutrientes de forma predeterminada. Al analizar la
materia seca de estos cultivos encontró adicionalmente hidrogeno, carbono y
oxigeno que provenían del aire, igualmente concluyo que el agua era una fuente de
hidrogeno para las plantas.
En 1972 el científico inglés Josep Priestley descubrió que al colocar una planta en
una cámara con alto nivel de “Aire Fijo” (Dióxido de carbono) esta absorberá
gradualmente el dióxido de carbono y emitirá oxígeno.
Jean Ingen - Housz, unos dos años después, fue más allá y demostró que una planta
encerrada en una cámara llena de dióxido de carbono podría reemplazar el gas con
oxígeno en varias horas si la cámara se expone a la luz solar. Ingen – Housz
estableció que este proceso trabaja más rápidamente en condiciones de luz
intensa, y que solo las partes verdes de la planta estaban involucradas.
En 1840, Justus von Liebig, con su obra disertación sobre la fisiología de las plantas
dio un gran impulso a los estudios experimentales sobre la teoría mineral de la
nutrición de las plantas y en 1842 se publicó una lista de nueve elementos
considerados esenciales para el crecimiento de las plantas.
Sachs (1860) y Knop (1861), dos investigadores alemanes, fueron los primeros en
eliminar el medio inerte o sustrato y cultivar plantas únicamente en solución
nutriente dispuesta para tal fin. Prepararon las primeras soluciones con elementos
mayores esenciales, nitrógeno, fosforo, potasio, azufre calcio y magnesio.
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Sachs coloco plántulas en frascos con solución nutriente y las sostenía con corchos,
además publico la primera fórmula estándar para una solución de nutrientes que
podría disolverse en agua y en la que podrían crecer plantas conexito.
Ilustración 1 EXPERIMENTO HIDROPONICO
Con este tipo de pequeños ensayos Sachs y Knop demostraron que las plantas se
alimentan de algunas sales minerales disueltas en el agua.
Esto marco el fin de la larga búsqueda del origen de los nutrientes vitales para para
las plantas, dando origen a la “Nutricultura”.
El interés en la aplicación práctica de esta “Nutricultura” no se desarrolló hasta
aproximadamente 1925 cuando la industria del invernadero expreso interés en su
uso. Al final de la década de 1920 e inicio de los años treinta el Dr. William F. Gericke
de la universidad de California extendió sus experimentos de laboratorio y trabajos
en nutrición de plantas a cosechas prácticas en aplicaciones comerciales a gran
escala. A estos sistemas de nutricultura los llamo “hidroponía” En 1936, junto a J.R
Travernetti, W. F. Gericke publico el primer registro del cultivo exitoso de tomates
en agua y solución nutriente.
Así desde finales del siglo pasado se realizaron numerosas investigaciones para
establecer mecanismos y componentes básicos de la nutrición vegetal y lograr
producir una solución nutritiva completa, entre otras podemos citar a Handke,
Stohmann, Nobbe, Knop, Pfefer, Crone y Hoagland.
El profesor Hoagland (1884-1949) perfecciono la formula sobre la composición de
la solución nutritiva.
El profesor F. Gericke de la universidad de california, en 1938 realizo los primeros
cultivos grandes sin tierra. Fue el quien acuño el termino hidroponía con que se
conoce ahora esta modalidad de cultivo.
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Durante la década de 1940 la segunda gran guerra favoreció el desarrollo de las
técnicas hidropónicas. En 1945 la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, resolvió el
problema de proporcionar verduras frescas al personal, implementando la
hidroponía a gran escala lo cual dio un nuevo ímpetu a esta cultura. Ya para 1953
las fuerzas americanas de ocupación tenían 35 hectáreas de instalaciones
hidropónicas en el Japón, La primera de varias grandes granjas hidropónicas se
construyó en la isla de ascensión en el Atlántico Sur. La base se usó como un lugar
de descanso y suministro de combustible para la fuerza aérea de Estados Unidos.
La isla era completamente estéril, y como era necesario albergar una fuerza grande
para reparar aviones, había una necesidad critica por las verduras frescas, por esta
razón se construyó la primera de muchas instalaciones hidropónicas establecidas
por las fuerzas armadas de EE.UU. Las plantas eran cultivadas en un medio de
arena gruesa con la solución bombeada en un ciclo prefijado. Estas técnicas
desarrolladas en Ascensión se usaron más tarde en las islas del pacifico como Iwo
Jima y Okinawa, los japoneses por falta de espacio y agua desarrollaron la
tecnología norteamericana a niveles asombrosos. Tanto el ejército Norteamericano
como la Real Fuerza Aérea de Londres abrieron unidades hidropónicas en sus
bases militares. Millones de verduras, producidas sin tierra, fueron comidas por
soldados aliados y aviadores durante los años de la guerra. Después de la segunda
guerra mundial los militares continuaron usando hidroponía. Por ejemplo, el ejército
de los Estados Unidos tiene una sección especial de hidroponía que produjo más
de 4.500.000 kilogramos de productos frescos durante 1952. Otras organizaciones
como la NASA ha utilizado la hidroponía desde hace aproximadamente 30 años
para alimentar a los astronautas. Hoy en día las naves espaciales viajan seis meses
o un año y los tripulantes durante ese tiempo comen productos vegetales cultivados
en el espacio.
A partir de los antecedentes citados podemos afirmar que la investigación en
hidroponía ya tiene su historia hasta el día de hoy, en que se ha avanzado mucho
en el conocimiento de los mecanismos de absorción de nutrientes por parte de las
raíces. Se ha establecido el uso de por lo menos 16 elementos químicos en la dieta
de las plantas, se ha establecido la importancia del oxígeno para las raíces y se
sabe sobre la avidez de algunas especies vegetales por algunos nutrientes.
Igualmente se conoce que las plantas modifican sus hábitos nutricionales a través
del tiempo de acuerdo con su estado de crecimiento e inclusive con el medio que
los rodea. Como además se conocen las funciones biológicas, físicas y químicas de
los suelos, esto ha permitido el uso de una gran gama de sustitutos del suelo
buscando mayores rendimientos, mayor sanidad y menor gasto de energía de las
plantas en la búsqueda de nutrientes, agua, oxígeno y sostén.
El concepto de hidroponía también ha ido experimentando alguna evolución. En sus
comienzos lo hidroponía fue una herramienta para entender de que se nutrían las
plantas, después se convirtió en un elemento de investigación y enseñanza, en la
actualidad la hidroponía viene adquiriendo un carácter comercial cada vez más
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importante, no solo en Norteamérica y Europa, sino también en Suramérica y en
particular en Colombia. (Rodríguez, Díaz, 1991)
Estudios recientes han indicado que más de un millón de unidades hidropónicas
caseras operan exclusivamente en los Estados Unidos para producción de
alimentos. En Rusia, Francia, Canadá, Sudáfrica, Holanda, Japón, Australia y
Alemania, la hidroponía está recibiendo la atención que merece. Adicionalmente al
trabajo realizado para desarrollar sistemas hidropónicos para la producción de
verduras, entre 1930 y 1960 un trabajo similar se había dirigido a desarrollar un
sistema para producir alimento para ganado y aves.
Los investigadores determinaron que los granos de cereal podrían cultivarse muy
rápidamente de esta manera. Usando granos como cebada, ellos demostraron que
2 kilogramos de semilla pueden convertirse en 17 kilogramos de alimento verde en
7 días.
Cuando se utilizó como suplemento a las raciones normales, este alimento verde
era extremadamente beneficioso para todo tipo de animales y aves. En animales
productores de leche, aumento el flujo de ella.
En las porciones de alimento, la conversión fue mejor y se lograron ganancias a
menos costos por kilogramo de grano. La potencia de machos para engendrado y
la concepción en hembras aumento rápidamente. La avicultura también se benefició
de muchas maneras, la producción de huevos aumento mientras el canibalismo, un
problema constante para el avicultor, ceso.
Sin embargo, varios problemas se presentaron. Los primeros sistemas tenían poco
o ningún control medioambiental, y sin el control de temperatura o humedad había
una fluctuación constante en la proporción de crecimiento.
Moho y hongos en los céspedes eran un problema constante. Se encontró que el
uso de semilla desinfectada con un porcentaje de germinación alto era
absolutamente esencial para lograr una buena cosecha.
No obstante, ante estos y otros obstáculos, investigadores especializados
continuaron trabajando para perfeccionar un sistema que podría producir alimentos
continuamente. (Sánchez, 2004)
¿QUÉ ES LA HIDROPONÍA?
Etimológicamente el concepto hidroponía deriva del griego y significa literalmente
trabajo o cultivo (ponos) en agua (hydros). Hidroponía se define ahora como la
ciencia de cultivo de plantas sin uso de tierra, pero con uso de un medio inerte como:
arena gruesa, cascarilla de arroz, grava, aserrín, entre otros, a los que se les agrega
una solución nutriente con todos los elementos esenciales requeridos por la planta
para su crecimiento y desarrollo normal.
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Como muchos métodos hidropónicos emplean algún tipo de medio que contiene
material orgánico como turbado aserrín, son a menudo llamados “cultivos sin suelo”,
mientras que aquellos de cultivo en el agua serían los verdaderamente
hidropónicos.
Los “cultivos sin suelo”, incluyen el cultivo de plantas en recipientes llenos de agua
y cualquier otro medio distintos a la tierra. Incluso la arena gruesa, vermiculita y
otros medios más exóticos, como piedras aplastadas o ladrillos, fragmentos de
bloques de carbonilla, entre otros. Al reemplazar la tierra por un medio estéril, se
eliminan pestes y enfermedades contenidas en la tierra, inmediatamente. La labor
del cuidado de las plantas se ve notablemente reducida.
Unas características importantes al cultivar plantas en un medio sin tierra es que
permite tener más plantas en una cantidad limitada de espacio, las cosechas
maduraran más rápidamente y producirán rendimientos mayores, se conservan el
agua y los fertilizantes, ya que pueden reciclarse, además, la hidroponía permite
ejercer un mayor control sobre las plantas, con resultados más uniformes y seguros.
Todo esto se hace posible por la relación entre la planta y sus elementos nutrientes.
No es suelo lo que la planta necesita; son las reservas de nutrientes y humedad
contenidos en el suelo, así como el soporte da a la planta. Cualquier medio de
crecimiento dará un apoyo adecuado, y al suministrar nutrientes a un medio estéril
donde no hay reserva de estos, es posible que la planta consiga la cantidad precisa
de agua y nutrientes que necesita.
El suelo tiende a menudo a llevarse agua y nutrientes lejos de las plantas lo cual
vuelve la aplicación de cantidades correctas de fertilizante un trabajo muy difícil. En
hidroponía, los nutrientes necesarios se disuelven en agua, y esta solución se aplica
a las plantas en dosis exactas en los intervalos prescritos.
Varios autores coinciden en que la hidroponía, es considerada como un sistema de
producción agrícola que tiene gran importancia dentro de los contextos ecológico,
económico y social. Opinan que dicha importancia se basa en la gran flexibilidad del
sistema, es decir por la posibilidad de aplicarlo con éxito bajo muy distintas
condiciones y para diversos usos. (Sánchez, 2004)
VENTAJAS DE LA TÉCNICA HIDROPÓNICA
Los avances tecnológicos realizados en el siglo XX y XXI han hecho que la
producción masiva, según este sistema, sea económicamente rentable. El plástico,
en sus diferentes presentaciones, llega a dar un aporte muy importante para el
desarrollo de la técnica, ya que se puede utilizar en todas sus formas y durante el
ciclo del cultivo de una manera ilimitada. Es el contenedor óptimo por excelencia
para llevar a cabo esta técnica; además, tiene la ventaja de ser de bajo costo. La
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técnica hidropónica favorece la reutilización de los plásticos que en nuestra casa o
en nuestra comunidad serian un desecho.
La hidroponía ofrece algunas ventajas, pues al no tratar con el suelo se puede
cultivar y cosechar flores, hierbas, vegetales o frutos de una manera limpia y fresca.
Mediante esta técnica, la planta exhibe un mejor aspecto y sin dejarse de lado las
prácticas de agricultura. Algunos utilizan la hidroponía como un pasatiempo, otros
como un modo de adquirir un ingreso adicional o como negocio de tiempo completo.
A medida que aumenta nuestra población, el suelo cada día se encarece más y los
espacios para siembra están limitados, desgastados y contaminados. Es entonces
cuando la hidroponía se ofrece como una alternativa importante al generar más
producción en menos terreno y sin el peligro de la contaminación.
En algunos lugares del mundo, sembrar con la técnica hidropónica es la única
manera de obtener algún cultivo; uno de estos casos es el de Israel, donde la tierra
para cultivar es escasa, lo cual obliga a adaptar los cultivos a los recursos naturales
que les ofrece su territorio. Una buena parte de los desiertos de esta región están
cultivados con este antiguo método, lo que permite abastecer a la población de una
infinidad de vegetales, flores y plantas ornamentales. (Alpízar, 2006)
CARACTERÍSTICAS ESENCIALES
SOBRE SUELO SIN SUELO
Nutrición de la planta Es difícil controlar debido a su variabilidad por el medio ambiente
Se tiene estabilidad permitiendo monitorear y corregir
Espaciamiento Se limita su fertilidad y la densidad de plantación es menor
Altas densidades y mayor aprovechamiento de espacio y luz.
Control de maleza Se tiene mayor presencia de malezas
Disminuye la población y resultan casi inexistentes
Enfermedades y patógenos en el suelo
Son propensas a enfermedades producidas por el suelo
No existen patógenos debido a que se sustituyó el suelo
Agua Tiende a un estrés hídrico debido que aunque le suelo tenga agua no está disponible en su totalidad.
No existe tal estrés ya que las técnicas hidropónicas tienen siempre disponible el agua
(Hydroenvironment, 2015)
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HIDROPONÍA FAMILIAR
La hidroponía ha demostrado ser un entretenimiento agradable, relajante y
productivo para compartir en familia. Padres e hijos pueden disfrutar de un tiempo
juntos plantando, cuidando y cosechando frutos y vegetales frescos de sus huertas
familiares. Al desarrollar esta técnica, todos los miembros de la casa tendrán la
oportunidad de prestar ayuda a la huerta, ya sea un niño, un adolescente, o bien,
una persona mayor.
Las huertas familiares, establecidas para el desarrollo comunitario o, bien, las
huertas creadas para ayudas sociales como el caso de niños de la calle o mujeres
necesitadas de aprender un oficio, así como jóvenes de alto riesgo, ofrecen una
maravillosa oportunidad al establecer un vínculo con la naturaleza, ocupando su
tiempo, imaginación y creatividad en una labor bien recompensada.
El adulto mayor puede practicar esta actividad y tener oportunidad de recrearse
también. Entre las facilidades de cultivo que ofrece la hidroponía, está la de adaptar
a las necesidades de los discapacitados o personas mayores el lugar del cultivo.
Las camas o contenedores son fácilmente acomodados a las condiciones
requeridas por este grupo de personas.
Por otro lado, las escuelas y los comedores infantiles se pueden beneficiar
doblemente con la sencilla técnica de cultivos sin suelo; por un lado, desde muy
pequeños los niños van aprendiendo la “siembra del futuro”, y por otro, tendrán la
oportunidad de una mejor alimentación a bajo costo. Desde cualquier punto de vista,
este método de cultivar plantas sin suelo abre las puertas para una mejora social y
económica de los países en vía de desarrollo. (Alpízar, 2006)
HIDROPONÍA COMERCIAL
En el ámbito comercial, la hidroponía ha resultado no solo ser un buen negocio en
países desarrollados, sino, además, una actividad de muchos ingresos.
En el campo turístico se ha incrementado también por lo rentable que es. Así, varios
países han construido impresionantes invernaderos, acondicionándolos de cultivos
atractivos para los visitantes, quienes en muchos de los casos pagan hasta
US$12,00 de entrada únicamente para deleitarse viendo cómo crecen las plantas
sin suelo. (Hidroponía, 2009)
Análisis de mercados generales:
Como una idea más que como un tema desarrollado, se presenta el siguiente
material en el análisis de los siguientes productos a nivel general:
a. Lechugas
b. Tomates
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c. Pepinos
La evaluación del beneficio solo demuestra la rentabilidad por cosecha de cada
cultivo, en escala 1 – 10, siendo 10 el beneficio más alto.
Lechugas:
Existe una gran variedad de llamativas lechugas que ha acrecentado su popularidad
en las tiendas de mercados, así como en los restaurantes finos. El mercado de los
productos pre cortados, en bolsitas de ensaladas listas para servir, ha significado
una buena opción para las lechugas hidropónicas, y los sistemas en agua son los
más favorables para un cultivo rápido, ya sea raíz flotante o NFT.
Inicialmente los ambientes adaptados a los cultivos de las lechugas puede significar
una inversión de capital y de trabajo bastante altos, pero la cantidad de producto
cultivado por metro cuadrado compensa muy bien los gastos; así, conforme se
vayan reduciendo las cuotas por aporte de capital inicial, se va viendo la ganancia
del cultivo.
Tomates y Pepinos:
Agrupamos estos dos grupos de vegetales pues ellos tienen un comportamiento
similar en muchos aspectos; son fáciles de cultivar, fáciles de mercadear y muy
productivos, tanto en cantidad de cultivo como en ingreso económico.
Es cada vez más visible el crecimiento y la aceptación del mercado por los productos
hidropónicos, pero estos dos grupos tienen un valor más alto por la durabilidad fuera
de refrigeración, y por su sabor, lo cual los hace muy gustados. El incremento de
las variedades en el tomate para ser ofrecidas a los compradores es una demanda
del mismo consumidor, lo cual se ha visto reflejado en el crecimiento de
invernaderos especializados en el cultivo de ciertas variedades de tomate, sin
importar la época.
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Una opción para ofrecer los productos hidropónicos; es decir, cuales tienen una
gran cantidad de ventajas para los mercados, es darles una idea de presentación
del producto diferente, que llame la atención por su brillo, por su empaque, por
medio de una calcomanía adhesiva de colores llamativos, otro aspecto importante
es el compromiso de entrega logrando una calidad y eficiencia en los productos de
la hidroponía. (Alpízar, 2006)
HIDROPONÍA EN COLOMBIA
En Colombia se conoce hace relativamente poco tiempo la hidroponía de carácter
comercial. En general hasta la década de los setenta, la hidroponía era un recurso
didáctico de las universidades.
Solo a partir de los años ochenta aparecen algunos hidroponistas que ensayan
sistemas tomando como referencia publicaciones extranjeras; desde entonces el
énfasis recae en el cultivo comercial de tomates hidropónicos.
Aunque la información técnica era muy escasa, los problemas más importantes para
el desarrollo de la hidroponía fueron:
a. No existía ningún mecanismo de comunicación entre los hidrocultores.
b. No se contaba con la posibilidad de visitar cultivos, ni conocer los problemas
de cada ensayo.
c. Era muy difícil conseguir materia prima de buena calidad y precios
razonables para preparar soluciones nutritivas.
d. No se contaba con profesionales experimentados.
A partir de 1985 se da un salto de importancia: se comienzan proyectos con todo
tipo de hortalizas de clima cálido y frio, se fabrica comercialmente una solución
nutritiva, se propician intercambios y visitas entre hidroponistas, nace la asociación
Colombiana de Hidroponistas (ASH), que realizan seminarios y se ofrecen cursos
tanto a nivel de empresa privada como pública.
En los últimos años encontramos un buen número de hidroponistas comerciales
dedicados al cultivo de tomate, pimentón y pepino cohombro.
Otra actividad de importancia es la producción hidropónica de forrajes para
consumo animal, la cual ha experimentado una evolución rápida desde 1986.
Actualmente existen módulos de bajo costo adaptados a nuestras condiciones en
algunas regiones del país.
Cabe destacar los programas de carácter social, que buscan apoyar la economía
de algunos sectores marginados a nivel urbano, con la producción de hortalizas
para autoconsumo y algunos excedentes para comercio. Estos proyectos nacieron
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en 1986 y se ubican por lo general en diferentes áreas de Bogotá (Cundinamarca),
aunque en otras ciudades vienen desarrollando interesantes experiencias
(Cartagena, Cali y otros centros urbanos).
Igualmente, los cultivos hidropónicos de carácter recreativo manejados por jóvenes
y niños han tenido gran desarrollo a partir de 1989 en Medellín (Antioquia).
En el país podríamos hablar de diferentes grados de adopción tecnológica que se
identifican en función de los recursos del productor. Contamos con explotaciones
que utilizan invernaderos, riego por goteo automatizado, control de la solución
nutritiva, control de temperaturas, hasta cultivos en las terrazas de las casas a cielo
abierto con riego manual.
En síntesis podemos afirmar que la tecnología de producción hidropónica se ha
adaptado y apropiado de acuerdo a las características y recursos de los diferentes
cultivadores.
Ilustración 2 FLORES HIDROPONICAS
Ventaja de los Cultivos Hidropónicos en Colombia
Sin lugar a dudas, Colombia posee vastas regiones con alto potencial para el uso
de suelos, sin embargo es necesario tener en cuenta que buena parte de nuestros
suelos se encuentran en laderas (cordilleras) lo cual los hace extremadamente
frágiles ante la erosión. La Orinoquia y la Amazonia, que ocupan casi el 50 % del
territorio nacional, posen en su mayoría suelos tóxicos a la mayoría de plantas y sus
bosques constituyen ecosistemas muy delicados y cuya riqueza se basa en la
diversidad de su composición en su existencia misma. Así mismo es necesario
resaltar la inequitativa distribución de la tierra en Colombia.
Este panorama no pretende ubicar a la hidroponía como única alternativa para el
país, por el contrario, se tiene confianza del aporte de la hidroponía al manejo y
nutrición de cultivos en suelos. A demás con una redistribución de la tenencia de la
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tierra y adecuadas medidas complementarias, se lograría responder a las
necesidades alimentarias del país. En este sentido la hidroponía es una técnica más
de producción, que como todas presenta ventajas y desventajas que son necesario
de analizar en cada experiencia en particular.
Entre las ventajas de la hidroponía en Colombia podemos citar:
1. Permite el desarrollo de investigaciones detalladas para detectar los
síntomas de las plantas cuando existen excesos o deficiencias de nutrientes.
La visualización de estos síntomas permitirá a los cultivadores en hidroponía
y en suelo una mayor comprensión sobre los problemas nutricionales de los
cultivos y acerca del resultado de los correctivos aplicados.
Un hidroponista puede llegar a formular la mejor solución nutritiva para su
cultivo, jugando con los contenidos de elementos en la solución nutriente, y
así adaptarla a diferentes etapas de producción y condiciones ambientales.
2. Los suelos son sistemas biológicos vivos donde se interrelacionan gran
diversidad de micro-organismos y se establecen interdependencias de todo
tipo. Varios de estos micro-organismos del suelo establecen relaciones
mutualistas con la planta, es decir, se alimentan de algunas secreciones de
las raíces y aportan nutrientes (es el caso de las micorrizas). Otros
organismos en cambio viven a expensas de la planta; se alimentan y
reproducen dentro de la raíz, afectando su funcionamiento e incluso la muerte
de toda la planta (hongos).
La mayoría de nuestros suelos aptos para el cultivo de tomate y pimentón,
por ejemplo, están infestados de phytophtora y fusarium, hongos que son
habitantes naturales del suelo y que causan perdidas económicas en estos y
muchos otros cultivos.
Dado que la hidroponía elimina la parte viva del suelo al utilizar sustratos
inertes, puede eliminar estos problemas. No obstante, es necesario contar
con buenas medidas de aseo para no contaminar el sustrato, ya que
cualquier patógeno se podría desarrollar explosivamente al no tener otros
micro-organismos antagonistas.
3. La hidroponía se podría convertir en un sistema masivo para el cultivo de
hortalizas destinadas al autoconsumo en comunidades urbanas y
asentamientos humanos de bajos recursos económicos. La hidroponía se
adapta fácilmente a los recursos y clima locales.
Estos cultivos permiten comercializar sus excedentes o el intercambio de
productos entre los hidroponistas.
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4. En algunas regiones de Colombia el sistema cultivo hidropónico podría ser
una alternativa importante para la producción de cosechas. A continuación
citamos algunas características de estas regiones.
a. Zonas muy distantes de los mercados importantes, lo cual hace que las
hortalizas lleguen muy costosas y de baja calidad.
b. Regiones con suelos de mala calidad o baja fertilidad (excesiva acidez,
suelos lavados, altas pendientes).
c. Regiones con ecosistemas muy frágiles que no permiten agricultura
convencional (selvas de la Orinoquia y amazonia).
d. Áreas urbanas marginales donde ya no hay tierra para cultivo y las
hortalizas son costosas y de mala calidad.
e. Sitios donde se producen subproductos industriales o áreas en las que se
encuentran yacimientos naturales de materiales para ser usados como
sustrato.
f. En algunas regiones donde la pluviosidad es muy elevada, la hidroponía
puede ser un instrumento para obtener altas productividades en
pequeñas áreas acondicionadas.
g. Asentamientos humanos alejados y de difícil acceso y transitorios, como
campamentos de explotación petrolera, construcción de vías y de obras
de infraestructura.
5. Las plantas que crecen en sistemas hidropónicos han mostrado mayor
resistencia a la presencia de algunas enfermedades gracias a su estado
nutricional. Incluso, al incrementar la densidad de los cultivos no se
experimentan ataques inusuales de enfermedades (bacterias y hongos).
6. Los rendimientos promedio en cultivos hidropónicos son mayores que en los
sistemas tradicionales. La producción media de tomate en cultivo tradicional
en Colombia es de 50 Ton/Ha, y se han registrado hasta 259 Ton/Ha en
cultivos hidropónicos.
7. La hidroponía permite reciclar los nutrientes que las plantas no han usado
aun.
8. En los suelos una parte de la fertilización utilizada se fija en ellos y no queda
útil para las plantas, otra parte se lava por las lluvias y el resto lo comparten
las “malezas” y el cultivo. Dado que la hidroponía usa sustratos relativamente
inertes se reduce la fijación de nutrientes y la presencia de malezas.
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9. Las condiciones físicas de los suelos normalmente causan algún tipo de
dificultad a las plantas por exceso o defecto de drenaje, aireación, estructura,
retención de humedad, etc. Los sustratos hidropónicos buscan no causar
estos problemas a las plantas.
10. En caso de infestación del sustrato con plagas y enfermedades, se han
ensayado en Colombia controles químicos aplicados con la solución nutritiva,
o en lugar de esta, para erradicar estos patógenos. De la misma forma la
solución nutritiva se puede alterar de acuerdo con factores climáticos y con
el estado de desarrollo del cultivo.
11. La hidroponía permite el uso de los materiales locales en su montaje. Es decir
la mayoría de la infraestructura se puede construir usando los materiales
existentes en cada región.
Algunas Desventajas de la Hidroponía en Colombia
En términos generales la hidroponía requiere mayor frecuencia en la atención, es
un sistema altamente dependiente de insumos, (principalmente solución nutritiva)
que se usan en diferente intensidad de acuerdo al tipo o sistema hidropónico
utilizado. La reducción en la mano de obra conlleva generalmente mayor
dependencia de la energía eléctrica
A continuación citamos las principales desventajas de la hidroponía en Colombia.
1. Aun no se dispone de una presentación totalmente solida de los nutrientes
para abaratar los costos de transporte, especialmente hacia zonas alejadas
de los centros de venta de los mismos. El costo de la solución nutritiva puede
volverse un limitante.
2. Los sustratos más accequibles como la cascarilla de arroz y el aserrín
presentan algunos problemas físicos y químicos, (irregular retención del
agua, consumo de nitrógeno, etc.), se debe usar en mezcla generalmente.
3. En los cultivos en tradicionales, el suelo se convierte en una reserva de agua
y nutrientes que puede soportar algunos periodos de desatención. Los
sustratos hidropónicos, si bien tienden a parecerse a los suelos, tienen
reservas muy pequeñas que no soportan más de uno o dos días de
desatención.
4. Los costos de instalación por metro cuadrado son bastante más altos que en
cultivos tradicionales. Sin embargo la tecnología disponible actualmente
ofrece muchas alternativas para reducir costos. No hay que olvidar que la
20
estructura de mercadeo de hortalizas en el país no siempre ofrece
posibilidades comerciales a producciones con altos costos.
5. Las obras de infraestructura tales como camas de cultivo, canaletas o
semilleros, requieren nivelaciones precisas para evitar encharcamientos y
favorecer drenaje rápido con el componente de costos que ello implica. En
cultivos en suelo estos factores no son tan determinantes.
(Rodríguez, Díaz, 1991)
Ilustración 3 DSTRIBUCION DE TIERRAS COLOMBIANAS
21
TIPOS DE CULTIVOS
Encontramos múltiples formas de realizar un cultivo hidropónico; la idea básica es
que con los hidropónicos podemos cultivar sin suelo todo tipo de plantas de nuestro
interés: hortalizas, frutales, forrajes, etc.
Existen diferentes modelos que han sido implementados en el mundo, con
diferentes niveles tecnológicos.
Dentro de cada uno de estos sistemas es posible ubicarnos en diferentes “niveles”
tecnológicos según los elementos que se utilice; en especial en lo referente al riego,
o en la manera de hacer llegar la solución nutritiva a las plantas.
Se podría hacer una clasificación desde el nivel 0 que consiste en riego manual con
regadera hasta el nivel 5 que contaría con tanques, tuberías de conducción,
distribución, bombas, filtros, goteros, controladores de tiempo, inyectores de
solución nutritiva, control de pH, etc.
Serían posibles niveles aún mayores en los cuales se incluyera computadoras que
auxiliaran en la regulación del sistema a partir de registrar datos importantes para
su marcha, pero en general la mayoría de sistemas no pasan del nivel 5.
Se podría ubicar los niveles tecnológicos así:
Nivel 0: manual, con regadera.
Nivel 1: Tanque y manguera.
Nivel 2: Tanque + Tuberías + Goteros.
Nivel 3: Tanque + Tuberías + Goteros + Bomba.
Nivel 4: Tanque + Tuberías + Goteros + Bomba + Temporizadores.
Nivel 5: Igual al nivel cuatro + Controladores automáticos de dosificación de
nutrientes y control de pH.
Estos niveles tecnológicos, con algunas precisiones, son aplicables al NFT y a los
cultivos con sustratos, sin embargo como veremos más adelante, los cultivos en
NFT llevan a ubicarse sobre altos niveles de tecnología.
Es importante tener presente esta clasificación ya que al pensar en realizar un
cultivo hidropónico, es necesario tener claro que es lo que se quiere hacer y cuál es
el alcance de las intenciones con el cultivo para lograr ubicarlo en un nivel
tecnológico adecuado; para una huerta casera urbana o pequeñas materas
individuales probablemente no será necesario pasar del nivel 2, pero en un cultivo
comercial, en especial si es en NFT no se podrá situar por debajo del nivel 3 o 4.
Algunas de las modalidades hidropónicas más importantes son:
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Aeroponico: Es un sistema de cultivo a raíz desnuda, es decir, sin utilizar ningún
tipo de sustrato, en el, las plantas se encuentran suspendidas en un soporte y sus
raíces “colgantes” son alimentadas por la solución nutriente, que es aplicada por
nebulizaciones en el área de raíces del cultivo.
Ilustración 4 CULTIVO AEROPONICO
Hiponia: Es otro sistema a raíz desnuda, en el cual cada planta es colocada en
bandejas sin sustrato llenas de solución nutritiva que le permiten un continuo
desarrollo radicular. Las condiciones de crecimiento de raíces son completamente
controladas en cuanto a temperatura, humedad, concentración de dióxido de
carbono y la solución nutriente es enriquecida continuamente con oxígeno al entrar
en la bandeja; la salida de solución nutriente se realiza al rebosar la bandeja.
Igualmente se controla el ambiente aéreo de las plantas mediante invernaderos con
regulación de temperatura, luminosidad, etc. En este sistema según sus inventores,
se han logrado los mayores niveles de producción registrados ya que permite una
mejor expresión del potencial de producción de las plantas.
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Ilustración 5 CULTIVO EN HIPONIA
Cultivo en potes: Su utilización se suele hacer a nivel del laboratorio para trabajos
de fertilización; consiste en tener las plantas suspendidas dentro de un pote o
tanque, con las raíces colgantes sumergidas en una solución nutritiva que está
siendo permanentemente oxigenada, suele instalarse una planta por pote o matera
para controlar adecuadamente su fertilización.
Ilustración 6 CULTIVO EN POTES
Subirrigación: Es un tipo de cultivo con sustrato. En bancadas sin ninguna
pendiente, se coloca una capa de algún sustrato grueso (3-5 cm. De diámetro), y en
la parte superior se coloca un sustrato fino donde se sembraran las plantas; la
bancada se inunda por una tubería situada en el fondo hasta alcanzar un nivel
previamente determinado, donde aprovechando la capilaridad y otros fenómenos se
lograra un humedecimiento total del área de raíces; posteriormente se drena la
bancada y así, se repite la operación de llenado y vaciado las veces que se estime
necesario para suministrar adecuada nutrición y mantenimiento de humedad a las
plantas.
24
NFT (Técnica de la Lámina Nutritiva)
(Nutrient Film Techni) que traducido al español significa "la técnica de la película nutriente", esta técnica de cultivo se desarrolla sobre canales rígidos con pendiente del 2 a 3%, es decir, por cada metro de longitud, hay 2-3 centímetros de diferencia de altura, sobre estos canales se coloca un tubular plástico dentro del cual van las raíces de las plantas y a través del cual circula la solución nutritiva. Esta se suministra por un extremo (cabecera del canal) para que corra a través del tubular y salga a un canal colector que a su vez la conduce de retorno al tanque principal de suministro, allí una bomba toma el líquido para impulsarlo por tubería de nuevo la cabecera del canal. Una recomendación importante para el empleo de este sistema es que hay que
cubrir el tubular plástico (que debe ser negro), con algún material blanco (icopor,
cascarilla de arroz), para evitar las altas temperaturas en la zona radicular (se ha
medido hasta 60 grados centígrados) con plástico negro a libre exposición que
causaran quemazones y daños radiculares.
Una variante de este sistema es que sobre el canal rígido vayan directamente las
plantas, recubiertas de una delgada capa de sustrato que podría ser cascarilla de
arroz o escoria con un grano de tamaño adecuado (1 cm de diámetro
aproximadamente). Esta variante trae ventajas como la no utilización de la bolsa
plástica y que el sustrato sirve como retenedor de humedad, ayudando a obviar
eventuales problemas en la disponibilidad de solución nutriente; sin embargo
también trae algunos problemas: el material del canal es de primordial importancia
para evitar interacciones entre este y la solución nutritiva en detrimento de las
plantas ya que no lleva un plástico aislante; una manera de evitar esto es revistiendo
los canales con una capa de pintura de caucho colorado o similar (Aroflex), cemento
marino o una lámina de plástico.
El tipo de sustrato también puede plantar algunos problemas; en particular la
cascarilla de arroz, contiene granos de cereal que no alcanzaron a ser retirados en
Ilustración 7 CULTIVO POR SUBIRRIGACION
25
el molino, y que al estar sometidos a humedad se fermentan causando alteraciones
en la solución nutritiva, sin embargo colocando la cascarilla previamente en agua
para lograr una “digestión” del arroz, se encontrara una adecuada solución al
problema.
La escoria constituye un sustrato indicado para ensayar, siempre y cuando se logre
una adecuada neutralización química ya que se puede tener problemas de retención
de fosforo y acidez, entre otros, igualmente la gradación de las partículas es
importante para lograr un buena y homogénea circulación a lo largo del canal y no
tener problemas de bajo crecimiento de las plantas en la parte inferior del mismo.
Como se ha dicho la solución nutritiva, circula desde la cabecera de los canales a
través de ellos por gravedad bañando las raíces de las plantas. El sobrante cae en
un canal colector y va a un tanque desde donde la bomba recircula de nuevo el
líquido.
Para el tanque hay que tener en cuenta las mismas consideraciones que en el caso
de los canales en relación al material de construcción empleado.
Este sistema de cultivo exige una alta precisión y regularidad en el riesgo tanto en
la modalidad de raíz desnuda, ya que no contamos con nada que retenga humedad,
como en el caso de la presencia de sustrato, donde, dado el poco espesor de la
capa (5cms aproximadamente) su capacidad de retención es bajo.
Para el caso NFT, se suministra un cuarto de hora de riego durante cada hora en el
día y en el caso de contar con algún sustrato, aproximadamente cinco riegos diarios
de cuarto de hora cada uno. De ahí la necesidad de que su nivel tecnológico debe
ser alto, probablemente nivel 4 para evitar el riesgo de error humano. Sin embargo
es posible en la técnica con sustrato regar manualmente: a nivel casero
simplemente se toma el líquido sobrante para aplicarlo en la cabecera del cultivo
unas cuatro veces al día cuando no haya invernadero, esto es factible para tres o
cuatro canales pequeños de 2 o 3 metros de largo.
A nivel de huerta se puede efectuar el riego usando una pequeña bomba de reloj y
tuberías de distribución, de esta forma se puede mantener de 50 a 100 metros.
Cuadrados aproximadamente, ya sea a libre exposición o bajo invernadero.
El cultivo NFT y sus variantes están ubicados dentro de lo que se llama cultivos de
“ciclo cerrado”, ya que la solución nutritiva se recoge y se reutiliza en el cultivo
dándole un manejo a ciclos, lo importante es que la solución no se pierde como en
el caso de los cultivos de “ciclo abierto”, esto tiene sus ventajas y desventajas: en
el caso de las primeras las principal es el ahorro de nutrientes y agua; en el caso de
las desventajas, tal vez la principal es el detallado monitoreo que hay que hacer
sobre la solución nutritiva para corregir sus desbalances.
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A continuación se muestra un esquema general del cultivo NFT.
Ilustración 8 CULTIVO NFT
Cultivos En Camas Con Sustrato (Bancadas)
Los cultivos con sustrato tienen como principal característica la utilización de algún
elemento que reemplaza al suelo en su papel de medio para el crecimiento de las
raíces, soporte de la planta y reserva de humedad y nutrientes; obviamente difiere
del suelo en que debe ser completamente inerte, en términos químicos y biológicos.
Como sustratos podemos emplear varios elementos, entre los que se ha
experimentado se encuentran: la cascarilla de arroz, aserrín, escorias, residuos de
ladrillo rojo, arena de rio, gravas, icopor, poliuretano, arcillas expandibles, residuos
de chircal y mezclas entre algunos de ellos.
El sistema básico consiste en tener un recipiente (de diferente tamaño) según
nuestras necesidades), sobre el cual se coloca el sustrato y al que se hace llegar la
solución nutritiva por diferentes medios, según el nivel tecnológico.
El cultivo con sustrato se suele trabajar como sistema “abierto”, es decir, donde se
aplica una solución nutritiva diariamente con una regularidad determinada por el tipo
de sustrato y las condiciones de temperatura existentes (por ejemplo, en zona
cafetera, bajo invernadero y para sustrato de arena mezclado con cascarilla, debe
regarse tres veces al día).
La solución se prepara nueva todos los días y se aplica buscando un excedente que
escurra 5-10% máximo; es importante que haya escurrimiento para que se esté
seguro de que el riego humedeció totalmente el sustrato y que no se encuentre
problemas al dejar zonas secas dentro del mismo, claro que esto depende de la
estructura de la cama y su pendiente de inclinación. Este excedente escurre por
drenajes que se colocan a las camas dependiendo del material en que hayan sido
construidas.
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El líquido del cultivo resulta ideal para el riego de plantas en suelo agregando más
agua.
Las camas siempre y cuando sean pequeñas, pueden construirse elevadas para
recoger el drenaje de tubería y poder utilizarlo en los siguientes riegos del día, o al
día siguiente; en todo caso no es conveniente reutilizarlo más de 2 veces antes de
preparar una nueva solución ya que se puede presentar un desbalance nutricional
alto.
Si se ha construido camas enterradas y se hace un trabajo de movimiento de tierras
para lograr pendientes adecuadas, se puede hacer drenajes controlados y reutilizar
la solución nutritiva monitoreándola cuidadosamente para controlar sus faltantes,
sin embargo, esta es una alternativa costosa por las obras de ingeniería que es
necesario realizar.
En el cultivo con sustrato se pueden utilizar diferentes tipos de recipientes, pero lo
más usual es construir camas en plástico negro (calibre 8) colocando estacas
clavadas en el suelo cada metro y colocando alambre grueso (calibre 12) donde se
grampa el plástico, obviamente retirando el pasto y piedras del suelo y dejarlo
nivelado. Es bueno que independientemente del material en que se construya la
cama, haya un material que aislé el sustrato del material de construcción de la cama,
habitualmente se utiliza una lámina plástica para evitar luz en el área de las raíces.
Ilustración 9 MONTAJE DE LAS CAMAS
Para realizar pequeños cultivos, también se pueden utilizar bandejas de diferentes
materiales como eternit y fibrocemento, al igual que materas plásticas.
Otra modalidad de cultivo puede practicarse empleando sacos individuales
(costales) rellenos de sustrato en el cual se colocan las plantas; pueden ser sacos
plásticos hechos especialmente, o costales de polipropileno de desecho (abonos o
concentrados) teniendo la precaución de lavarlos cuidadosamente.
Estos costales presentan el problema de su rápida degradación al estar expuestos
a la luz solar, pero temporalmente constituyen un buen recurso.
28
Ilustración 10 BANCADAS CON DRENAJE
Ilustración 11 BLOQUE DE CONSTRUCCION + PLASTICO + ALAMBRE
Ilustración 12 ESQUEMA SACOS SOBRE EL SUELO
29
Una variable de esta modalidad es utilizar bolsas negras de 40 cm de diámetro y
longitud variable calibre 4; estas se llenan de sustrato y se colocan en hileras sobre
el suelo, deben tener agujeros de drenaje y se riegan por goteo.
Adicionalmente se podrá anotar para el cultivo en sustrato otra modalidad, la de
columnas verticales: tomando plástico tubular negro con calibre adecuado (6-8) de
diámetro variable y cuya altura varía entre 1-2 metros se llena con un sustrato liviano
y buen conductor de humedad. Sobre su superficie se siembran las plantas
obteniendo buen desarrollo en su crecimiento. En la columna es de primordial
importancia la uniformidad en la humedad del sustrato, la colocación de dos tubos
alimentadores de solución nutritiva: unos en la parte superior de la columna y otro
en el centro, para evitar poca uniformidad en el crecimiento de las plantas.
Ilustración 13 CULTIVO EN COLUMNAS VERTICALES
Se ha trabajado también en cultivos sobre tejas corrugadas; en este caso se utilizan
tejas eternit corrientes y la cubierta trapezoidal de acceso; este tipo de “camas” o
canales abre posibilidades para hacer hidroponía sobre los techos de las casas, es,
se podría decir, una modalidad NFT. Este sistema se utiliza para cultivos que
30
requieren poco sustrato, tales como cebolla cabezona, lechuga, acelgas, ajos entre
otros. Las tejas deben pintarse previamente con aro Flex o cubrirse con plástico
negro y se procede a llenar los canales con cascarilla de arroz, el riego debe
efectuarse 3-5 veces al día dependiendo del sustrato y el clima, y se practica desde
la cabeza de los canales con goteros o micro tubos.
Debido a que las tejas se colocan en posición de plano inclinado, es necesario cerrar
la parte baja de los canales para impedir que la cascarilla caiga al canal colector
que retorna los sobrantes al tanque de distribución.
Ilustración 14 CULTIVO EN TEJAS
(Rodríguez, Díaz, 1991)
Sistema de Raíz Flotante
El sistema de raíz flotante es ideal para el cultivo de plantas de bajo tamaño por
ejemplo las lechugas y algunas plantas aromáticas, al tener las condiciones
ambientales adecuadas propicia que el ciclo de la planta disminuya y obtengan
cosechas con buenos rendimientos antes de lo esperado. No se recomienda ésta
técnica para plantas altas y pesadas ya que el unicel puede quebrarse fácilmente,
ni para plantas de desarrollo subterráneo (cebolla, zanahoria, papa, rábano, etc.)
debido al exceso de humedad.
Ésta técnica consiste básicamente en desarrollar nuestras plantas sobre largas
superficies de unicel que se mantienen a flote sobre contenedores con solución
nutritiva que es oxigenada de manera frecuente. Éste sistema permite obtener
producciones automatizadas, y si se cuenta con las herramientas adecuadas,
31
requerirá de cuidados mínimos (como el control de plagas) y el tiempo de cosecha
de la mayoría de los cultivos se ve acelerado.
Sistema NGS
El sistema NGS (Nuevo Sistema de Crecimiento por sus siglas en inglés) se basa
en la circulación de la solución nutritiva en un conjunto de bandas de polietileno,
dispuestas de forma tal que después de que la solución recorre un tramo inicial
determinado, se distribuye a semejanza de cascada por las demás bandas
El flujo de la solución, permite a las raíces extenderse sin restricciones, por lo que
la aireación del sistema radicular (raíces de la planta) es idónea. Al concluir el
recorrido por las bandas, la solución nutritiva es devuelta al contenedor inicial. Aquí
se reponen los nutrientes consumidos por el cultivo (solución nutritiva). Un sistema
de agitación intermitente asegura la homogeneización de la solución nutritiva. Ésta
llega al cultivo, tras pasar por un filtro, por medio de una bomba de distribución
Desde el momento en que la solución nutritiva es liberada por el sistema de riego,
hasta que alcanza la última banda (colectora), estamos poniendo a disposición de
las raíces todos los elementos indispensables para el buen desarrollo de las plantas:
agua, nutrientes y oxígeno.
Al mismo tiempo, la solución nutritiva realiza una segunda función; que es la de
retirar los iones no asimilados o los compuestos excretados por las raíces que se
encuentran en la capa límite que rodea dichas raíces (rizosfera), contribuyendo a
renovar los gases que participan en la respiración radical (O2 y CO2). En caso de
emplear una solución nutritiva caliente (invierno) o refrigerada (verano), también
facilita el intercambio de calor con el sistema radical.
Las raíces, una vez han superado el cepellón en el que se encuentran cuando se realiza el trasplante, alcanzan la primera capa interior, desde donde son guiadas por el movimiento del agua a favor de la pendiente de la banda, hasta la perforación más próxima que les permite descender a la capa inferior.
Este proceso, se repite tantas veces como capas interiores tenga la multi-banda, de este modo, el sistema se adapta fácilmente a diferentes cultivos.
32
RECIPIENTES
Un recipiente hidropónico es el elemento que nos sirve como base de cultivo ya sea
para soportar las plantas y conducir el agua en el caso NFT, o como receptáculo
para el sustrato que vamos a utilizar.
En el caso NFT se utilizan canales de diversos tipos según los alcances del cultivo
y el nivel tecnológico; entre los ensayados se encuentran los siguientes:
- Canaleta manilit 70
- Canaleta manilit 35
- Canaleta eternit 43
- Canaleta eternit 90
- Canal colombit de 4” y 8”
- Canal de “cartonplst”.
- Canaleta acesco galvarizada.
- Teja trapezoidal acesco.
- Tubos PVC
- Canales en lámina plástica soportada en madera y alambre.
- Canales en cemento bien sea en bancales elevados o trabajados en el suelo
Las características de un canal hidropónico son las siguientes:
- Tener suficiente tamaño para alojar las raíces de la planta.
- Ser químicamente inerte frente a la solución nutritiva y a las plantas que se
cultivan.
- Ser suficientemente rígido para no formar depresiones entre los soportes del
terreno.
- Ser lo más aislado posible de los factores externos: temperatura, radiación
solar, contaminación, acceso de plagas y enfermedades.
- Ser lo más económico posible.
33
Ilustración 15 CANALES
Los materiales de construcción de algunos de estos canales obligan a recubrirlos
con una lámina plástica o de pintura, con el fin de aislar las plantas y la solución
nutritiva del material del canal.
Como ya se ha dicho cuando se cultiva a raíz desnuda es necesario que estas
queden aisladas de la luz por medio de una cubierta opaca (plástico negro), pero
este también debe ser aislado de los efectos del calor producido por la radiación.
Para este caso se coloca una lámina de icopor o eventualmente una capa de
cascarilla de arroz que cubra el plástico cuidando que esta no entre en contacto con
las raíces y la solución nutritiva.
En cuanto al cultivo con sustrato, las variaciones posibles en los recipientes son
numerosas, lo importante es mantener algunas condiciones:
- El material debe ser inerte química y biológicamente, en caso contrario se
debe colocar una lámina de plástico que aislé el sustrato del recipiente como
tal.
- Debe tener buen drenaje y su conformación debe evitar encharcamientos en
el sustrato, bien porque sean bandejas rígidas o porque se les da una
pendiente adecuada.
- Tener un volumen adecuado para el desarrollo radicular. La proporción de
algunos elementos tomados por las plantas tienen una relación directa con
el desarrollo de nuevos tejidos radiculares, sin embargo no hay trabajos
definitorios en este aspecto; en Japón empleando la técnica hyponica (uno
de cuyos pilares es el cuidadoso manejo del crecimiento y desarrollo
radicular), han logrado desarrollar grandes plantas individuales y altos
rendimiento de los productos.
34
Es bueno tener presente en este paso, el tipo de cultivo a desarrollar ya que los
cultivos de raíces probablemente necesitan un mayor volumen de sustratos.
Otro punto interesante a considerar en el volumen de sustrato que debe quedar en
el recipiente es la posibilidad de su reutilización. Cuando se tiene un cultivo de
alguna proporción, el recambio de sustrato no es una decisión fácil de tomar por los
volúmenes y costos necesarios, de ahí que los recipientes deben tener un volumen
adecuado, para que cuando se limpie para la nueva siembra no se vea reducido por
las pérdidas del sustrato que ha quedado atrapado en las raíces retiradas.
En cuanto a los recipientes más usados se pueden nombrar:
- Camas plásticas: son la base fundamental de muchas variantes en el
diseño; consisten en una lámina de plástico negro calibre 8 del tamaño
adecuado a nuestro interés, que cubre el piso y las paredes de la cama.
Si la cama se haya sobre el piso es preciso “descapotar” (retirar el pasto)
nivelar y apisonar el área del cultivo. A continuación se diseñan los caminos
de acceso y atención al cultivo y se procede a clavar estacones de madera o
cualquier otro material cada 0,8-1 metros, procediendo a extender alambre
galvanizado numero 12 o 13 fijándolo a las estacas. Sobre este alambre se
grapara el plástico que así formara el recipiente.
Las camas cuando tienen acceso por ambos lados suelen tener un ancho de
1 metro, en caso contrario se aconseja de 0,8 metros; el alto de la lámina de
plástico debe ser 0,25-0,30 metros, así el sustrato tendrá una altura menor
para evitar que este se salga del recipiente; el largo de las camas se hace a
juicio del hidroponista.
Ilustración 16 CAMA PLASTICA
35
Cuando no se construye la cama sobre la tierra directamente, es bueno que se eleve
la cama del piso para así poder recoger la solución nutritiva sobrante, en este caso
hay que hacer un soporte para armar la cama sobre él. Puede ser de madera,
guadua, teja u otro material. Allí se clava o amarra las estacas que soportaran el
alambre donde se cosera el plástico. Es necesario darle a esta estructura pendiente
en sentido transversal del 2 al 3% (2-3 centímetros por metro) lo que facilita
recuperar excedentes de solución nutritiva mediante la colocación de un canal
plástico recolector.
El plástico permite obtener una variedad de alternativas en relación a su utilización
Para plantas individuales se pueden utilizar materas plásticas, bolsas, talegos de
polipropileno, bandejas de asbesto, cemento y fibrocemento.
Para cultivos verticales se suelen utilizar bolsas de plástico tubular negro, también
se pueden emplear tubos de PVC y láminas de zinc recubiertas con pintura de
caucho clorado, pero dado el costo su utilización es poco frecuente.
Ilustración 17 CAMA PLASTICA ENCIMA DE LA TIERRA
(Rodríguez, Díaz, 1991)
SUSTRATOS
Dentro de los cultivos diferentes a los de raíz desnuda, es necesario considerar el
medio que se utiliza para reemplazar el suelo.
Dicho medio, denominado sustrato, servirá como vehículo para aportar agua,
nutrientes y oxígeno a la planta, a la vez servirá de soporte a la misma y de medio
oscuro para el desarrollo radicular, función vital del crecimiento vegetal.
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Un sustrato hidropónico debe reunir las siguientes características, obviamente
algunas se derivan de otras, pero a manera de información se colocan por separado:
- Debe ser liviano
- Debe retener bien la humedad
- No debe encharcarse
- Debe permitir una correcta aireación
- Debe ser inerte químicamente
- Debe ser inerte biológicamente
- No debe degradarse físicamente
- Debe estar disponible
- Debe ser de bajo costo
Se debe profundizar en cada característica
Debe ser liviano: el peso del sustrato determina obviamente la calidad del montaje
hidropónico; los tipos de camas o canales, los soportes destinados a las columnas
y en general, el valor de la infraestructura.
Debe retener bien la humedad: la retención de agua por el sustrato en condiciones
adecuadas y de forma homogénea, determina la posibilidad de la planta de utilizarla
como vehículo para sus funciones metabólicas. La retención es función de la
granulometría del sustrato (tamaño de las diferentes partículas que lo componen) y
de la porosidad de estos componentes.
No se debe encharcar: en una complementación de la característica anterior. La
homogenización de la humedad debe hacerse sin que se presente encharcamientos
que limiten el crecimiento radicular.
Es un factor relacionado directamente con la granulometría del sustrato, haciéndose
necesaria una graduación adecuada para facilitar la evacuación de excesos.
Debe permitir una correcta aireación: en hidroponía se evidencia la importancia
de la absorción de oxígeno a través de las raíces siendo necesario un correcto
suministro a través del sustrato; la oxigenación y el adecuado espacio de desarrollo
radicular, son factores de producción de primer orden dentro de la hidroponía.
Debe ser inerte químicamente: dado que uno de los objetivos del cultivo
hidropónico es suministrar los nutrientes a las plantas en la calidad y forma
adecuada, es necesario cuidarse de establecer posibles relaciones de fijación,
absorción e intercambio a nivel iónico. Por tanto, es necesario revisar el sustrato
desde el punto de vista de su composición y origen, como posible fuente de
problemas de nutrición y balance de acidez.
Debe ser inerte biológicamente: el sustrato hidropónico debe ser, a diferencia del
suelo, un medio ausente de actividad biológica, en este sentido cualquier presencia
37
de insectos o patógenos tiene un carácter explosivo, ante la total ausencia de
controles naturales.
No debe degradarse físicamente: el sustrato debe conservar su estructura física
para evitar variaciones en las propiedades de drenaje, retención de humedad y
aireación. Conviene que la escala granulométrica con la que se inicia el cultivo, se
conserve permanentemente.
Debe estar disponible: esta es una condición lógica pero a veces no tenida en
cuenta; generalmente el sustrato ideal no se encuentra a disposición y se olvida
recursos regionales que eventualmente pueden reemplazarlo.
Debe ser de bajo costo: generalmente este factor determina antes que todas las
otras condiciones el sustrato a utilizar. Usualmente el principal factor de costos es
el transporte, lo que lleva a analizar dentro de las posibilidades y las condiciones
del sitio de cultivo, cual es la escala de costos que implica uno u otro sustrato.
Los sustratos son reutilizables mediante algunas labores que en buena parte
las define el comportamiento del cultivo anterior.
Limpieza del Sustrato
Si bien es imposible retirar todas las partículas de raíces de un cultivo a otro, es
necesario hacer una limpieza minuciosa. Los residuos orgánicos entran en
descomposición colaborando con eventuales contaminaciones y en todo caso
ayudando a convertir el sustrato paulatinamente en suelo.
Desinfección
Sobre su necesidad hay serias discusiones. Eventualmente es mejor botar el
sustrato y reemplazarlo. Todo depende de los volúmenes necesarios. Desinfectar
sustratos hidropónicos tiene a su favor contar con un volumen limitado por las
paredes del canal o bancada, lo que mejora el efecto del desinfectante en el sentido
de poder abarcar toda el área de trabajo. Sin embargo, no deja de ser una tarea
complicada. Algunos desinfectantes pueden ser:
- Agua caliente
- Formol
- Vapor
- Ácido sulfúrico
- Químicos
Es bueno tener en cuenta que es necesario desinfectar a la par el sustrato, las líneas
de riego y el tanque de mezcla. Cuando ocurre una infección del sustrato es
necesario determinar las fuentes de la infección en nuestro sistema para así mismo
proceder a corregirla. Cualquier sustrato a trabajar, teniendo un buen manejo y sin
que se presenten problemas tendrá una vida promedio de dos o tres años debido a
su tendencia a convertirse en suelo por la acumulación de residuos y fijación de
38
nutrientes, sin embargo un sustrato correctamente manejado puede tener una
duración mayor.
Propiedades de los Sustratos
Ilustración 18 PROPIEDADES DE SUSTRATOS
(Rodríguez, Díaz, 1991)
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39
Cultivo en Grava
Es uno de los medios de cultivos hidropónicos más utilizado en el mundo,
especialmente en las zonas con gran abundancia de rocas volcánicas (Hawái y las
Islas canarias).
Las características que debe brindar la grava, al igual que otros medios de cultivo
se reportan en la ilustración 18.
El cultivo se desarrolla en bancadas de 20 centímetros de profundidad labradas en
la tierra, rellenas de grava y forradas con una película plástica (polietileno), tuberías
de drenaje y riego al fondo de esta.
Cuando se utiliza este medio, el riego se puede efectuar de dos formas: por
Subirrigación o por goteo.
Cultivo en Arena
Es un método ampliamente usado, principalmente en zonas desérticas y en general
en aquellas regiones donde este material es abundante.
La forma de las bancadas utilizadas podrá ser igual a las diseñadas para grava.
En aquellas zonas donde la madera es costosa, y la arena es relativamente barata,
el suelo del invernadero puede cubrirse con arena, previa instalación de una lámina
de polietileno y una red interna de drenaje.
En todos los casos debe existir una pendiente entre 1% y el 3% en el sentido de la
bancada, para forzar el drenaje.
Algunas ventajas del cultivo en arena son:
- Como es un sistema sin reciclaje de agua, son relativamente pocas las
posibilidades de que las enfermedades fusarium sp. y vertticillium sp. Se
difundan.
- El desarrollo de las raíces es lateral, lo cual disminuye el taponamiento de
los drenes.
- El movimiento lateral de la solución en el medio de cultivo, optimiza el riego
de la raíz.
- No hay cambios en la solución nutritiva.
- Solo es necesario aplicar dos riegos al día, debido a la retención de
humedad, lo cual hace no indispensable la automatización.
- En caso de alguna avería, se dispone de más tiempo para reparar el sistema,
antes de que las plantas comiencen a presentar problemas de deficiencias
hídricas.
- Se requieren depósitos y equipos de menor capacidad, debido a que se
manejan menores volúmenes de agua.
40
Algunas desventajas son:
- Es necesario desinfectar bien después de cada cosecha, y provocar un
lavado preventivo de sales.
- Puede haber taponamiento en la red de goteo.
Cultivos en aserrín y cascara de arroz
Como es de suponer, su utilización se hace especialmente atractiva en aquellas
zonas donde se pueden conseguir fácilmente estos productos, ya que en muchas
ocasiones la corteza de la industria maderera y la cascara de arroz en los molinos
son despreciados o vendidos a bajo costo.
Con este tipo de medio de cultivo se utilizan dos sistemas distintos: en sacos y en
bancadas.
El primero consiste en sacos de polietileno llenos de aserrín o cascara de arroz, con
este fin se pueden emplear bolsas de basura con el fondo agujerado para provocar
el drenaje.
Las bancadas de cultivo usualmente son de igual diseño a las usadas para arena o
grava.
Otra variante para esta forma de cultivar es el uso de recipientes plásticos rígidos,
aunque más costosos, pueden ser empleados por varios años en contraste con las
bolsas, que deben cambiarse cada año.
Para todos los diseños con cascara de arroz o aserrín, es necesario suministrar la
solución nutritiva por medio del riego por goteo, debido a la baja velocidad del agua
en el medio.
Otros Sustratos
Como icopor, ladrillos y tejas molidas, algunos poliuretanos y arcillas expandidas, si
bien pueden tener características favorables para el cultivo hidropónico, son de baja
utilización dado su alto costo.
Una alternativa razonable de trabajo con los sustratos consiste en realizar mezclas
en diferentes proporciones, donde la arena y la escoria fina se presentan como un
excelente vehículo mezclador garantizando la distribución de la humedad. Al
combinarse con otros elementos dichas proporciones y materiales dependen del
análisis de las características de cada componente en el sitio de trabajo.
(Gómez, 1988)
41
RIEGO
En los cultivos hidropónicos es imprescindible el uso de un sistema de riego para
suplir las necesidades de agua de las plantas y suministrarle los nutrientes
necesarios.
Los sistemas de riego que pueden utilizarse van desde uno manual con manguera
hasta el más sofisticado con controladores automáticos de dosificación de
nutrientes, pH y programador automático de riego.
Un sistema de riego consta de un tanque para el agua y nutrientes, tuberías de
conducción de agua y goteros o aspersores (emisores).
El tanque debe ser inerte con respecto a la solución nutritiva y de fácil limpieza,
mantenimiento y desinfección. El criterio para seleccionar el tamaño puede variar
según el cultivo, localidad, método de control de la solución nutritiva, etc. Cuanto
más pequeño sea, más frecuente será la necesidad de controlar su volumen y
composición.
La ubicación del tanque dependerá de la situación del cultivo. En caso de riego por
gravedad, se deberá tener suficiente altura para lograr buena presión en los goteros,
si se riega utilizando una bomba el tanque puede ser subterráneo.
Sistemas de riego
La elección de una u otra técnica de riego depende de numerosos factores como
las propiedades físicas del sustrato, los elementos de control disponibles, las
características de la explotación, etc.
Desde el punto de vista del movimiento de agua en el sustrato, los sistemas de riego
se pueden clasificar en dos grandes grupos, aporte de agua de arriba hacia abajo
(goteo y aspersión) o de abajo hacia arriba (Subirrigación).
En el primer caso, el movimiento del agua durante el riego está regido
principalmente por la gravedad. En el segundo caso, este movimiento está regido
por las fuerzas capilares.
El sistema de riego y las características físicas del sustrato están estrechamente
relacionados entre sí, y debe tenerse en cuenta uno cuando se elija el otro.
Los tipos de riego más utilizados son:
a.) Riego localizado o por goteo: Es uno de los sistemas más ventajosos. El
agua es conducida hasta el pie de la planta por medio de mangueras y vertida
con goteros que la deja salir con un caudal determinado. Mediante esta
técnica se aumenta la producción de los cultivos, se disminuyen los daños
por salinidad, se acorta el periodo de crecimiento (cosechas más tempranas)
y se mejoran las condiciones fitosanitarias
42
Resumiendo: el riego localizado consiste en aplicar agua a cada maceta
mediante un micro tubo provisto de una salida de bajo caudal. Es uno de los
métodos más utilizados de los cultivos hidropónicos.
Ilustración 19 RIEGO LOCALIZADO
b.) Riego por aspersión: en este sistema el agua es aportada a una cierta altura
sobre el cultivo y cae sobre el follaje. Es un sistema que se ha utilizado mucho
pero que actualmente está en recesión.
En el riego por aspersión el agua es llevada a presión por medio de tuberías
y emitida mediante aspersores simulando lluvia.
Ilustración 20 RIEGO POR ASPERSION
c.) Riego por Subirrigación: La Subirrigación es una técnica de riego que
consiste en suministrar el agua a base del recipiente con la planta. Este
aporte se realiza mediante el llenado de agua de una bandeja donde están
colocados los recipientes. El llenado se puede realizar bien por elevación de
43
la lámina de agua de la bandeja (flujo reflujo) o haciendo fluir el agua por
unos canalones (Morel, 1990). Es el método que se está implantando en los
últimos tiempos.
La Subirrigación puede ser en sustrato o a raíz desnuda
Ilustración 21 SUBIRRIGACION
(Sánchez, 2004)
NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS Y SOLUCIÓN MINERAL
Nutrición
Las plantas ocupan un lugar primordial en la organización y el mantenimiento de
todas las formas de vida en el planeta tierra. Son los únicos organismos capaces de
convertir la energía del sol en compuestos orgánicos (proteínas, carbohidratos y
lípidos) para la construcción de estructuras y como fuente de energía, a la vez que
se apropian del paquete de nutrientes y agua que absorben por vía radicular.
Las plantas por lo tanto, también se alimentan, pero a diferencia del hombre y de
otros animales, consumen un tipo particular de alimentación, de carácter
esencialmente mineral. Aunque a grandes rasgos todas las plantas requieren de la
misma base nutricional, a lo largo del ciclo de cultivo cambian en forma relativa las
necesidades alimenticias. Es así como en el tiempo de crecimiento se hace
necesario una mayor provisión de nitrógeno para la elaboración de la materia verde,
pero a medida que el organismo completa este ciclo y entra a la fase de desarrollo,
disminuye la demanda de este elemento aumentando la de otros, como el fosforo,
esencial para la conformación de estructuras reproductivas y la formación de los
productos que interesan generalmente más al hombre: los frutos.
Los nutrientes esenciales que las plantas necesitan están agrupados según la
cantidad que de ellos requieran en forma general las plantas. En primer lugar están
aquellos denominados elementos mayores o macronutrientes que son los que se
necesitan en relativa gran cantidad. A esta categoría pertenecen el Nitrógeno (N),
el Fosforo (P), el Potasio (K), el Azufre (S), el Calcio (Ca) y el Magnesio (Mg). El
44
Nitrógeno, el Fosforo y el Potasio se agrupan en la categoría de los elementos
primarios, en tanto los restantes se conocen como elementos secundarios.
Los nutrientes que la planta requiere y absorbe en pequeñísimas cantidades son los
elementos menores o micronutrientes. Hacen parte de este grupo el Hierro (Fe), el
Manganeso (Mn), el Cobre (Cu), el Zinc (Zn), el Boro (B), el Molibdeno (Mo) y el
Cloro (Cl).
Alimentación de las plantas
Las plantas disponen de un sistema radicular que les permite absorber los nutrientes
disueltos en el agua. Cuando es el suelo el medio en el que están ancladas y a
través del cual se proveen de los nutrientes requeridos, presentes en mayor o menor
medida en la solución del suelo, ocurre un permanente intercambio entre las
diferentes fases constitutivas del sistema suelo- planta.
Debido a que en el sistema hidropónico no se trabaja sobre suelo, la actividad de
las fases existentes en el suelo como, sólida y cambiable está siendo
significativamente reducida, en tanto la dinámica de la fase solución está siendo
sustancialmente fortalecida en la medida en que se suministran, permanentemente,
las soluciones nutritivas.
Por supuesto tanto en el cultivo tradicional como en el hidropónico, las plantas
absorben los nutrimentos bajo forma de iones diluidos.
Mecanismos de absorción de la raíz: la raíz cuenta con una serie de células
exteriores aplanada, denominadas pelos radiculares con extensiones filamentosas
muy eficaces en la absorción de agua y substancias minerales. La membrana de
estas superficies absorbentes está provistas de un mecanismo de permeabilidad
selectiva, mediante el cual se regula el paso de materiales hacia el interior y exterior
de la célula, bloqueando así la entrada de substancias nocivas y protegiendo la
célula contra los pequeños cambios.
En la primera etapa los minerales son arrastrados por difusión o mediante el simple
flujo de masa de agua, hasta la parte externa de las membranas de los pelos
radicales y de otras superficies absorbentes de las raíces, en el desarrollo de la fase
pasiva de la absorción. Esta zona en donde ocurre una difusión libre se conoce
como espacio externo.
El mecanismo mediante el cual los minerales son absorbidos desde el espacio
externo hacia la parte interna de la membrana o espacio interno, que es el lugar al
cual pueden penetrar iones mediante un gasto de energía, es altamente
especializado. Requiere para su funcionamiento de substancias transportadoras
específicas para cada nutriente. Estas son como vehículos particulares, que se
encuentran aparcados en el espacio interno, y que necesitan combustible (energía)
para ponerse en marcha (activarse), cruzar la barrera entre los dos espacios
(membrana), recoger al pasajero en el espacio externo y llevarlo hasta el interno.
45
Una vez el pasajero (el mineral) desciende del vehículo (transportador), este se
apaga (desactiva). Encender de nuevo requerirá de nuevo combustible (energía).
Esta etapa de la absorción de sales, como requiere de energía metabólica para su
normal ocurrencia, se conoce como fase activa. Este proceso de activación-
desactivación-reactivación en el traslado de minerales se realiza individualmente
para cada uno de los nutrientes y en la medida de los requerimientos de la planta,
de modo que para no sufrir contratiempos en detrimento de la actividad celular, el
organismo debe contar con la suficiente reserva energética derivada de la
fotosíntesis.
Transporte de agua y minerales dentro de la planta: Una vez que el agua y los
minerales disueltos son absorbidos, atraviesan una serie de tejidos, hasta llegar a
unos conductos conocidos como xilema, constituidos por un conjunto de células
huecas, sin contenido vivo pero con paredes sólidas.
El xilema asciende a lo largo de todo el tallo y por una intrincada red de canalillos
alcanza las estructuras fundamentalmente comprometidas en la fotosíntesis, es
decir las hojas.
Existen tres vías a través de las cuales el agua y los iones disueltos pueden moverse
hacia los conductos xilematicos de la raíz. Cualquiera que sea la vía que adopten,
el agua y las sales disueltas deben atravesar desde las células epidérmicas de la
raíz hasta la región del periciclo, en donde están los canales del xilema, pasando
por el córtex y la banda de caspari.
La primera ruta es a través de las paredes de las células de los tejidos ya
mencionados. Este patrón de movimiento del agua se conoce como apoplastico.
La segunda alternativa es a través del citoplasma (conjunto del material vivo que
ocupa la región comprendida entre la membrana y el núcleo, en la que están
inmersos los organeros celulares) de los mismos tejidos, movimiento que se conoce
como sistema simplastico.
Es muy frecuente el que las vías apoplastica y simplastica se entrecrucen y así la
solución de agua y nutrientes puede adoptar combinadamente los dos patrones.
Finalmente existe un tercer camino, el más lento. Consiste en el paso del agua de
célula en célula a través de sus centros de almacenamiento de materiales en
disolución y suspensiones (jugo celular), conocidos como vacuolas. Estas
estructuras tienen por función, regular el movimiento de agua dentro de la célula y
con ello mantener su turgencia. A medida que transcurre el ciclo de la célula las
vacuolas se van fusionando hasta conformar una sola y gran unidad que llega a
abarcar casi toda la cavidad celular.
46
El transporte de substancias elaboradas
Ahora bien, una vez que entra en funcionamiento la fotosíntesis y comienza a
producirse los constituyentes de los tejidos y las reservas energéticas, tales como
carbohidratos, lípidos y proteínas, el transporte de estas substancias elaboradas
hacia los sitios de almacenamiento (frutos u otras partes utilizables de la planta) se
hace mediante un nuevo tipo especializado de canales para la conducción de
compuestos elaborados, conocido como floema.
FUNCIONES DE LOS NUTRIENTES ESENCIALES
MACROELEMENTOS
Funciones del Nitrógeno
- Aumenta el vigor general de las plantas
- Imprime el color verde a las hojas y tallos
- Promueve el crecimiento de las partes verdes de la planta y la formación de
frutos y granos.
Funciones del Fosforo
- Estimula el desarrollo de la raíz
- Interviene en la formación de los órganos reproductivos de la planta
- Participa activamente en la maduración de los frutos
Funciones del Potasio
- Controla el movimiento de las estomas, que son a la hoja lo que los poros a
la piel humana, de modo que el Potasio permite regular la pérdida de agua
dentro de la planta.
- Es activador de muchas enzimas, proteínas que imprimen velocidad a las
reacciones químicas que ocurren dentro del organismo.
- Favorece la síntesis de proteínas y de carbohidratos.
- Controla la translocación y acumulación de los azucares, es decir que el
adecuado suministro de substancias que requiere la planta para su
crecimiento depende de un oportuno transporte comandado por este
elemento.
Funciones del Azufre
- Es constituyente principal de los aminoácidos y de varias vitaminas
- Es componente de varias enzimas
- Forma parte de algunos compuestos orgánicos responsables del olor y sabor
de algunas hortalizas como la cebolla y el ajo.
47
Funciones del Magnesio
- Este elemento es parte integral de la molécula de clorofila y definitivo en el
papel de conversión de energía a nivel celular.
- Es el mayor activador de enzimas dentro de la planta.
Funciones del Calcio
- Imprime rigidez a la membrana celular e interviene activamente en las
funciones de permeabilidad que esta ejerce.
- Cuando su relación con el magnesio esta en desequilibrio, interfiere en la
activación de ciertas enzimas comandadas por este elemento.
FUNCIONES DE LOS MICROELEMENTOS
Funciones del Hierro
- Es fundamental en la síntesis de clorofila
- Participa dinámicamente en el transporte de energía en el transcurso de la
fotosíntesis
- Forma parte de algunas enzimas.
Funciones del Cloro
- Es esencial en el desenvolvimiento de los procesos mediante los cuales se
rompe la molécula de agua y se libera oxígeno para la fotosíntesis.
- Reduce las substancias oxidantes, producidas por efecto de las
transformaciones químicas a partir de la luz, que pudiesen tener efectos
nocivos para la planta.
Funciones del Manganeso
- Al igual que el cloro, el manganeso participa en el proceso de producción de
oxígeno a través de la fotosíntesis.
- Activa enzimas, entre las cuales sobresalen aquellas responsables de la
síntesis de los ácidos nucleicos.
Funciones del Boro
- Influencia la actividad de componentes específicos de la membrana celular,
aumentando la capacidad de la raíz para absorber fosforo, potasio y cloro.
- Se le asigna influencia indirecta en la síntesis de proteínas al presentarse
insuficiencia de ácidos nucleicos como ARN por efecto de falta de Boro.
- Interviene en la formación de la pared celular.
Funciones del Zinc
- Es definitiva la presencia de este elemento en el proceso de crecimiento por
cuanto participa en la fabricación de una substancia, responsable del
aumento de volumen de las células, conocida como ácido indolacetico.
48
- Es activador de ciertas enzimas
Funciones del Cobre
- Forma parte de algunas enzimas, entre las cuales destacan las que
intervienen en la fotosíntesis.
- Es vital en el proceso fotosintético por cuanto sirve para transportar unas
partículas subatómicas conocidas como electrones que contienen energía.
Funciones del Molibdeno
- Participa en la fijación del nitrógeno
- Desempeña un papel primordial como constituyente de una enzima que
regula las transformaciones químicas que las plantas deben hacerle al
nitrógeno para hacerlo aprovechable, cuando lo absorben bajo forma de
nitrato.
FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA ABSORCIÓN DE NUTRIENTES POR LA
PLANTA
Las plantas, no importa el sistema en el que son cultivadas, interactúan en forma
permanente con el medio ambiente en el que viven; esto significa que existen una
serie de factores físicos (como temperatura, luz, oxigeno, pH), y bioquímicos como
el crecimiento, que tiene efecto en el fenómeno de absorción por parte de la planta.
Temperatura
En forma general y hasta ciertos límites dentro de un margen estrecho, un aumento
en la temperatura provoca un aumento en la absorción de sales. Las fases pasiva y
activa de la absorción se ven afectadas por los cambios de temperatura.
Un aumento en esta produce una mayor difusión libre de agua e iones. A su vez
temperaturas bajas harán más lento tanto el mecanismo físico de la absorción como
los procesos bioquímicos del transporte activo de nutrientes.
PH
La concentración de iones hidrogeno define el valor de acidez de un suelo, conocido
como pH (potencial hidrogeno). El punto medio en la escala de este parámetro es7;
alrededor de este valor el suelo es neutro, por debajo de este valor el suelo es acido,
y por encima de este valor el suelo es alcalino.
La mayoría de las plantas prefieren medios en los que el pH es neutro y es
precisamente en este nivel en el que se facilita la absorción de la mayoría de
nutrientes, al hacerse estos disponibles. Sin embargo existen elementos que se
hacen más aprovechables a otros rangos; el Hierro, el Manganeso, el cobre y el zinc
49
prefieren pH entre 4,5 y 6,5, en tanto el boro y el fosforo se hacen mayormente
disponibles por encima de 8, y el molibdeno en la medida en que aumenta el pH,
estabilizándose su absorción por encima de 7.
En el sistema hidropónico la base de preparación de las soluciones nutritivas busca
un pH neutro, de manera que sean fácilmente aprovechable por las plantas.
La luz
El proceso de transpiración de la planta afecta la absorción de agua por cuanto
produce el efecto de una presión ascendente que se ejerce fundamentalmente
desde las hojas. La luz tiene efectos en la apertura y cierre de los poros de las hojas
que se denominan estomas cuando aumenta la corriente de agua transpirada por
efecto de una apertura de estomas, como consecuencia de la incidencia de la luz,
se produce una mayor absorción de sales.
A su vez la luz como protagonista fundamental de la fotosíntesis, tiene una influencia
indirecta en la absorción de nutrientes disueltos en agua, por cuanto participa en la
producción de energía química imprescindible para el transporte activo de
minerales.
El Oxigeno
Parece que este elemento tiene una gran importancia en el fenómeno de absorción
activa de sales. Se ha comprobado su influencia particularmente para la absorción
de fosfatos.
El Crecimiento
Son muy variados los puntos mediante los cuales se puede enfocar la influencia del
crecimiento en la absorción de la solución de nutrientes.
El simple hecho del aumento de las superficies absorbentes de las raíces que se
experimenta con el crecimiento, influye en la capacidad de absorción y por ende en
el volumen de esta absorción.
El aumento en la actividad metabólica junto con el mayor gasto de agua, asociados
con el crecimiento del organismo, requieren una más intensa absorción de
nutrientes y agua.
(Rodríguez, Díaz, 1991)
50
SOLUCIÓN NUTRITIVA
Se define como un conjunto de compuestos y formulaciones que contienen los
elementos esenciales disueltos en el agua, que las plantas necesitan para su
desarrollo.
Este tipo de solución puede ser preparada o comprada con el balance adecuado de
los elementos, para su compra o preparación es necesario tener en cuenta los
requerimientos nutricionales que tenga el cultivo que se quiere implantar.
Si se quiere preparar los componentes más frecuentes en el mercado para su
preparación son:
Nitrogenados: Sulfato de Amonio ((NH4)2 SO4), Nitrato de Amonio ((NH4) NO3)),
Urea CO (NH2)2
Fosfóricos: Fosfato di amónico ((NH4)2 HPO4), Fosfato mono amónico (NH4 H2
PO4), Fosfato mono cálcico (Ca (H2PO4)2 H2O.
Potásicos: Sulfato de potasio (K2SO4), Cloruro de potasio (KCl).
Calcio (Ca): Sulfato de Calcio, Nitrato de Calcio.
Magnesio (Mg): Sulfato de Magnesio, Nitrato de Magnesio.
Azufre (S): Sulfatos, especialmente de Magnesio.
Hierro (Fe): Quelato de Hierro.
Manganeso (Mn): Sulfato de Manganeso.
Cobre (Cu): Sulfato de Cobre, Nitrato de Cobre.
Zinc (Zn): Sulfato de Zinc.
Boro (B): Acido Bórico.
Molibdeno (Mo): Molibdato de Amonio.
Cobalto (Co): Sulfato de Cobalto.
Sílice (Si): Silicato de Sodio.
Para poder expresar la cantidad necesaria de los elementos a utilizar o para medir
las concentraciones de iones en el agua de riego o en la solución nutritiva podemos
utilizar distintos parámetros, los más utilizados son:
El Mol (M): Que según el Sistema Internacional (SI), es una unidad numérica que
se define como “El número de unidades elementales (átomos, moléculas, iones,
electrones, radicales u otras partículas o grupos específicos de ésta) existentes en
un mol de sustancia. Esta cantidad es llamada número de Avogadro y equivale a:
51
6,023xl023. Este número fue tomado de calcular cuántos átomos hay en 12 gramos
de Carbono 12.
Partes por millón (ppm). Es una forma muy común de expresar concentraciones
de partículas elementales. Una parte por millón (ppm) = un miligramo por litro
(mg/L), es una relación de peso a volumen.
Algunos de los Productos de Solución Nutritiva ya preparada disponibles en
el mercado son:
- SOLUCION NUTRITIVA PARA HORTALIZAS DE “HYDRO
ENVIRONMENT”: es una solución ideal para todo cultivo hidropónico ya que
tan solo debe de disolverse en agua y sus nutrientes están perfectamente
balanceados acorde a las necesidades de la mayoría de los cultivos
hidropónicos.
Ilustración 22 SOLUCION NUTRITIVA PARA HORTALIZAS
- FERTILIZANTE PARA PREPARAR SOLUCIÓN NUTRITIVA PARA
HORTALIZAS EN COSTAL DE 25 KILOGRAMOS: La Solución Nutritiva para
Hortalizas “HYDRO ENVIRONMENT", se empaca en costales de 25 Kg. para
que se pueda preparar un total de 16,667.00 litros de solución por costal y
está diseñada para proporcionar todos los nutrientes necesarios durante el
cultivo de hortalizas, sin necesidad de agregar soluciones nutritivas
complementarias.
Ilustración 23 FERTILIZANTE PARA SOLUCION NUTRITIVA POR 25 Kg
52
- SOLUCIÓN NUTRITIVA PARA FORRAJE VERDE HIDROPÓNICO:
Solución madre para sistemas de forraje verde hidropónico (FVH) que genera
en el forraje una gran palatabilidad para el ganado asegurando un contenido
optimo en proteínas y minerales.
Ilustración 24 SOLUCION PARA FORRAJE VERDE
- SOLUCIÓN NUTRITIVA PARA FLORES: Solución madre enfocada en el
desarrollo de las flores generando colores más intensos y tallos más turgente
que te permitirán después del corte mayor vida en florero.
Ilustración 25 SOLUCION PARA FLORES
(Hydroenvironment, 2014)
SEMILLEROS
Cuando se habla de semilleros en cualquier modalidad de cultivo pero
especialmente en cultivos hidropónicos, hablamos de una de las fases más
importantes del cultivo en términos agronómicos y económicos: del oportuno
suministro del número adecuado de plantas y en las condiciones que se necesiten
en cuanto a tamaño y sanidad, depende en buena medida del éxito de un trabajo.
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Cuando se piensa en algún cultivo comercial de alguna envergadura, es necesario
planificar un área definida e independiente para semilleros donde se pueda controlar
y atender a las plántulas, esto es igualmente valedero para cultivos más pequeños,
incluso los caseros. No se puede esperar, una vez terminado un ciclo de cultivo, a
que crezcan nuevas plántulas y dejar solas las instalaciones, deteriorándose y sin
producir beneficio. Es necesario que las plántulas estén listas para ser sembradas
en el momento preciso.
La continuidad durante el año en el suministro de plántulas, es algo que se olvida,
y para un cultivador hidropónico es definitivo; es pues necesario que se sepan los
tiempos de germinación y crecimiento de las semillas hasta que logren un adecuado
tamaño para el trasplante. (Rodríguez, Díaz, 1991)
Distancias de Siembra de Algunas Hortalizas
Especies, variedades y densidad de siembra de las principales Hortalizas para cultivar en la huerta casera.
Nombre Variedad Distancias
Matas Hileras Lechuga Grandes Lagos 20 cms. 20 cms.
Zanahoria Chantenay 10 cms. 20 cms.
Tomate Chonto 50 cms. 1 hilera
Repollo Copenhagen Market 50 cms. 50 cms
Remolacha Crosby´s Egyptian 15 cms. 25 cms.
Coliflor Bola de nieve 30 cms. 50 cms
Rábano Rojo 10 cms. 20 cms.
Espinaca Viroflay 20 cms. 30 cms.
Cilantro Común 40 cms. 40 cms.
(Rodríguez, Díaz, 1991)
54
CONCLUSIONES
- Con suelos erosionados y una gran población que alimentar en el mundo los
cultivos hidropónicos son una fuente viable para la producción de alimento
limpio, en grandes cantidades y en menos tiempo que los cultivos
tradicionales, contribuyendo a una fuerte seguridad alimentaria de la nación
y el mundo.
- Debido al no uso del suelo en este tipo de cultivos los productos serán más
limpios y más apetecidos por el mercado, lo cual se verá reflejado en una
buena nutrición de las personas que los consuman.
- Es una gran técnica de anti estrés, además constituye una base para la
implementación de la huerta casera, sin importar el lugar ya sea el campo
mediante pequeños invernaderos o la ciudad en donde se habla de
agricultura urbana, siendo una buena técnica para la producción de alimento
familiar.
- En cuanto a nivel comercial los productores que implementen el sistema
Hidroponía se verán beneficiados, debido a que los costos de producción
serán mucho menores que en los cultivos tradicionales, ya que las plantas
sufrirán menos enfermedades por lo cual el gasto en plaguicidas e
insecticidas serán menores, al igual que los costos de mano de obra.
- Si se desea implantar grandes extensiones en la aplicación de este sistema,
se debe tener en cuenta la aplicación exacta de los minerales necesitados
por la planta para la solución nutritiva, como sistematizar con diferentes
tecnologías el cultivo teniendo así un control de las características
ambientales que lo rodean evitando problemas en las plantas y
posteriormente perdidas.
55
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56
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Manual para Cultivos Hidropónicos. Primera Edición. Ed. Fondo
Rotatorio Editorial-Tecnologías Apropiadas y Participación Comunitaria. Bogotá.
Colombia. 45-52 p.
Manual para Cultivos Hidropónicos. Primera Edición. Ed. Fondo
Rotatorio Editorial-Tecnologías Apropiadas y Participación Comunitaria. Bogotá.
Colombia. 75-85 p.
Manual para Cultivos Hidropónicos. Primera Edición. Ed. Fondo
Rotatorio Editorial-Tecnologías Apropiadas y Participación Comunitaria. Bogotá.
Colombia. 102 p.
Manual para Cultivos Hidropónicos. Primera Edición. Ed. Fondo
Rotatorio Editorial-Tecnologías Apropiadas y Participación Comunitaria. Bogotá.
Colombia. 109 p.
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