Sistemas de Cultivo en Sustrato

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SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO: A SOLUCIÓN PERDIDA Y CON RECIRCULACIÓN DEL LIXIVIADO Autor: MAGÁN CAÑADAS, J.J. Cultivos sin Suelo II. Curso Superior de Especialización. Pág. 173 - 205. Estación Experimental "Las Palmerillas" - Caja Rural de Almería 1. INTRODUCCIÓN 2. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE CULTIVO SIN SUELO 3. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CULTIVO SIN SUELO 3.1. CULTIVO EN GRAVA CON SUBIRRIGACIÓN 3.2. CULTIVO EN SUSTRATOS DE BAJA CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA CON APORTE EN SUPERFICIE DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA 3.3. CULTIVO EN SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 3.3.1. Cultivo en bancadas de arena 3.3.2. Cultivo en sacos rellenos de sustrato 3.3.3. Otros sistemas de cultivo 3.3.4. Sistemas cerrados con reutilización del lixiviado 4. CONCEPTOS BÁSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIÓN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 4.1. SISTEMAS A SOLUCIÓN PERDIDA 4.2. SISTEMAS CON REUTILIZACIÓN DEL LIXIVIADO 5. BIBLIOGRAFÍA 1. INTRODUCCIÓN En las últimas décadas la horticultura intensiva, fundamentalmente de los países desarrollados, ha sufrido grandes cambios, de manera que la necesidad de incrementar las producciones para satisfacer la demanda de los mercados y para mantener la rentabilidad de estos sistemas productivos, ha llevado hacia un mayor control ambiental con el fin de poder optimizar el desarrollo de los cultivos. En este sentido el control de la nutrición vegetal ha sido posible gracias a los sistemas de cultivo sin suelo, con los que se ha podido eliminar el efecto amortiguador ejercido por el suelo y así someter la plantación a las condiciones deseadas de fertirrigación. Para que un sistema de cultivo sin suelo pueda ser empleado a nivel comercial, es necesario que permita el desarrollo de la raíz en perfectas condiciones, de manera que debe aportar de forma óptima los siguientes elementos (3): - Aireación: la raíz obtiene la energía que necesita por medio de la respiración quemando carbohidratos, y requiere por tanto disponer del oxígeno necesario para ello. Después de cada riego, y una vez establecido el equilibrio hídrico, deberá quedar en el medio suficiente aire para asegurar el suministro de oxígeno. Las necesidades dependerán de la intensidad respiratoria, que es función de la temperatura, la fase de desarrollo, etc, pero en cualquier caso se requiere que un mínimo de un 20-30 % del espacio útil quede ocupado por aire en sistemas que utilizan sustrato. - Agua: deberá estar continuamente disponible para la planta en unas condiciones de extracción muy favorables. El volumen y la configuración de espacios condicionará la frecuencia y dosis de riego. 1

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SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO

Autor MAGAacuteN CANtildeADAS JJ Cultivos sin Suelo II Curso Superior de Especializacioacuten Paacuteg 173 - 205

Estacioacuten Experimental Las Palmerillas - Caja Rural de Almeriacutea

1 INTRODUCCIOacuteN 2 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE CULTIVO SIN SUELO 3 CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DE CULTIVO SIN SUELO 31 CULTIVO EN GRAVA CON SUBIRRIGACIOacuteN 32 CULTIVO EN SUSTRATOS DE BAJA CAPACIDAD DE RETENCIOacuteN DE AGUA CON APORTE EN SUPERFICIE DE LA SOLUCIOacuteN NUTRITIVA 33 CULTIVO EN SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 331 Cultivo en bancadas de arena 332 Cultivo en sacos rellenos de sustrato 333 Otros sistemas de cultivo 334 Sistemas cerrados con reutilizacioacuten del lixiviado 4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA 42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO 5 BIBLIOGRAFIacuteA

1 INTRODUCCIOacuteN En las uacuteltimas deacutecadas la horticultura intensiva fundamentalmente de los paiacuteses desarrollados ha sufrido grandes cambios de manera que la necesidad de incrementar las producciones para satisfacer la demanda de los mercados y para mantener la rentabilidad de estos sistemas productivos ha llevado hacia un mayor control ambiental con el fin de poder optimizar el desarrollo de los cultivos En este sentido el control de la nutricioacuten vegetal ha sido posible gracias a los sistemas de cultivo sin suelo con los que se ha podido eliminar el efecto amortiguador ejercido por el suelo y asiacute someter la plantacioacuten a las condiciones deseadas de fertirrigacioacuten Para que un sistema de cultivo sin suelo pueda ser empleado a nivel comercial es necesario que permita el desarrollo de la raiacutez en perfectas condiciones de manera que debe aportar de forma oacuteptima los siguientes elementos (3)

- Aireacioacuten la raiacutez obtiene la energiacutea que necesita por medio de la respiracioacuten quemando carbohidratos y requiere por tanto disponer del oxiacutegeno necesario para ello Despueacutes de cada riego y una vez establecido el equilibrio hiacutedrico deberaacute quedar en el medio suficiente aire para asegurar el suministro de oxiacutegeno Las necesidades dependeraacuten de la intensidad respiratoria que es funcioacuten de la temperatura la fase de desarrollo etc pero en cualquier caso se requiere que un miacutenimo de un 20-30 del espacio uacutetil quede ocupado por aire en sistemas que utilizan sustrato - Agua deberaacute estar continuamente disponible para la planta en unas condiciones de extraccioacuten muy favorables El volumen y la configuracioacuten de espacios condicionaraacute la frecuencia y dosis de riego

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- Solutos entre los elementos quiacutemicos disueltos deberaacuten encontrarse todos los necesarios para la nutricioacuten de la planta en cantidades suficientes para prevenir las carencias pero no excesivas para evitar niveles altos de presioacuten osmoacutetica a vencer por la raiacutez - Temperatura deberaacute ser la apropiada para asegurar una oacuteptima actividad bioloacutegica en la raiacutez Si es excesivamente baja eacutesta se ralentizaraacute y si es demasiado alta el exceso de actividad acarrearaacute un despilfarro de energiacutea E incluso si se sobrepasan ciertos valores extremos la raiacutez muere

Cualquier sistema de cultivo sin suelo adoptado funcionaraacute tanto mejor cuanto maacutes oacuteptimamente proporcione los elementos antes mencionados Asiacute los sistemas con sustrato dependeraacuten muy directamente del manejo del riego para conseguir un adecuado equilibrio aireagua mientras que en los hidropoacutenicos es la aireacioacuten el principal problema al contrario de lo que sucede en los aeropoacutenicos en los que la dificultad estriba en mantener humedecida toda la raiacutez

2 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE CULTIVO SIN SUELO Cualquier sistema de cultivo sin suelo que se desarrolle va a estar definido por tres componentes baacutesicos que son (3)

- Las unidades elementales de cultivo (sacos macetas canalones etc) - El equipamiento adecuado (automatismos equipo de riego etc) - La tecnologiacutea necesaria para su correcto manejo

Para conseguir un resultado satisfactorio del cultivo seraacute necesario conjuntar adecuadamente estos elementos Se puede definir la unidad elemental de cultivo como el moacutedulo baacutesico que comprende un espacio de cultivo comuacuten de caracteriacutesticas determinadas y que es utilizado como rizosfera por una o maacutes plantas que tienen sus raiacuteces en contacto empleando conjuntamente dicho espacio (tabla de lana de roca saco de perlita canaloacuten de cultivo hidropoacutenico etc) Estas unidades elementales pueden estar interconectadas a traveacutes de la solucioacuten nutritiva (sistemas cerrados) o bien pueden estar completamente aisladas y sin riesgo de transmisioacuten de patoacutegenos radiculares de unas a otras a traveacutes de dicha solucioacuten (sistemas abiertos) Cada moacutedulo unitario consta de dos elementos por un lado el contenido o sustrato que es el medio donde va a desarrollarse la raiacutez del cultivo y por otro el contenedor o recipiente que se encarga de aislar dar forma y condicionar en gran medida las propiedades del contenido Sin embargo no siempre aparecen estos dos componentes ya que a veces se prescinde del sustrato de cultivo como ocurre en los hidropoacutenicos puros en los que la raiacutez se encuentra inmersa directamente en la solucioacuten nutritiva Asimismo existen sustratos riacutegidos en los que el contenedor (generalmente una laacutemina de polietileno) tiene como uacutenica funcioacuten impedir la penetracioacuten de la luz hasta el medio radicular y evitar una excesiva desecacioacuten de eacuteste Veamos por separado cada uno de los componentes de la unidad elemental de cultivo a) Contenedores estaacuten compuestos por materiales de diversa naturaleza y su finalidad es la de delimitar el espacio radicular proporcionaacutendole aislamiento teacutermico y preservaacutendolo de la luz los agentes contaminantes la peacuterdida de agua por evaporacioacuten etc Cuando en el sistema de cultivo se utilizan sustratos amorfos el contenedor con sus caracteriacutesticas propias influye directamente en el comportamiento del sustrato condicionando sus propiedades fiacutesicas al adquirir la forma determinada por el contenedor Cuando los sustratos

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son riacutegidos (lana de roca foam etc) o no existen (hidropoacutenicos aeropoacutenicos etc) esto no sucede pero auacuten asiacute condiciona enormemente las caracteriacutesticas de la rizosfera (pendiente altura de agua aislamiento etc) por lo que su importancia es muy grande en el comportamiento final del sistema Un ejemplo de la influencia del contenedor sobre las propiedades del sustrato lo encontramos en la inercia teacutermica la cual estaacute maacutes condicionada por el volumen material y forma del contenedor que por la naturaleza del sustrato contenido pues al estar eacuteste completamente humedecido su coeficiente de transmisioacuten caloriacutefica variacutea muy poco de uno a otro estando siempre muy proacuteximo al del agua (2) En un principio los contenedores se construiacutean de materiales pesados y duraderos (hormigoacuten hierro ceraacutemica asfalto etc) constituyendo asiacute las primitivas bancadas de cultivo Actualmente se utilizan materiales mucho maacutes ligeros impermeables e inertes generalmente plaacutesticos (polietileno polipropileno etc) riacutegidos semirriacutegidos o flexibles de precio asequible y faacutecil manejo y reposicioacuten b) Sustratos como se ha comentado con anterioridad el sustrato no siempre es necesario en los sistemas de cultivo sin suelo Sin embargo actualmente casi la totalidad de los sistemas empleados a nivel comercial utilizan alguacuten tipo de sustrato Cualquier sustrato potencial tiene unas caracteriacutesticas y propiedades intriacutensecas que debemos conocer y estudiar para disentildear el contenedor maacutes apropiado de forma que el moacutedulo de cultivo resultante sometido a un correcto manejo proporcione a la raiacutez el medio favorable que veiacuteamos con anterioridad Dentro de estas propiedades tenemos tanto fiacutesicas (porosidad retencioacuten de agua densidad estructura granulometriacutea) como quiacutemicas (capacidad de intercambio catioacutenico poder tampoacuten solubilidad) y bioloacutegicas

3 CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DE CULTIVO SIN SUELO Los sistemas de cultivo sin suelo se pueden clasificar en tres grandes grupos dependiendo del medio en el que se desarrollen las raiacuteces cultivos en sustrato cultivos en agua o hidropoacutenicos y cultivos en aire o aeropoacutenicos Aquiacute nos centraremos exclusivamente en los primeros Dentro de los cultivos en sustrato podemos distinguir a su vez tres tipos en funcioacuten de su manejo En primer lugar tenemos aquellos sistemas que funcionan por inundacioacuten perioacutedica del sustrato mediante subirrigacioacuten y en los que posteriormente se realiza la recogida de los sobrantes como es el caso de las bancadas de grava En segundo lugar se encuentran aquellos sistemas que utilizan un sustrato con una baja capacidad de retencioacuten de agua y una elevada aireacioacuten (grava arlita etc) de forma que requieren un aporte muy frecuente de solucioacuten nutritiva a nivel superficial para asegurar un suministro adecuado de agua y nutrientes al cultivo Por uacuteltimo estaacuten los sistemas convencionales que emplean alguacuten sustrato con una capacidad de retencioacuten de agua importante (lana de roca perlita fibra de coco arena etc) de forma que requieren el aporte de riegos puntuales en funcioacuten de las necesidades hiacutedricas del cultivo con el fin de lograr una adecuada relacioacuten aguaaire en el mismo Los dos primeros son sistemas cerrados ya que la solucioacuten ha de recircularse con el fin de evitar el despilfarro de agua y nutrientes En cuanto al tercero puede ser indistintamente abierto o cerrado dependiendo del manejo que se realice de la solucioacuten 31 CULTIVO EN GRAVA CON SUBIRRIGACIOacuteN

Este sistema de cultivo sin suelo consiste en una serie de bancadas construidas in situ a base de cemento o bien prefabricadas pudiendo ser tambieacuten eacutestas uacuteltimas de asbesto-cemento o incluso de materiales plaacutesticos Dichas bancadas suelen presentar una longitud de 20-35 m una anchura de 08-12 m y una profundidad de 020-030 m debiendo tener una pendiente del 01 al 05 para facilitar la salida del lixiviado Ademaacutes resulta conveniente recoger eacuteste mediante una

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conduccioacuten porosa situada en el centro de la bancada que debe cubrirse con un agregado grueso para evitar que el sustrato tapone el drenaje (8)

Las bancadas se rellenan de un agregado inerte generalmente grava con un tamantildeo superior a los 3 mm de diaacutemetro para facilitar la circulacioacuten de la solucioacuten Dichas bancadas se inundan perioacutedicamente con la solucioacuten nutritiva y posteriormente se dejan drenar recogieacutendose la solucioacuten sobrante en un depoacutesito Dependiendo de coacutemo se haga circular dicha solucioacuten se pueden distinguir diferentes sistemas de cultivo por subirrigacioacuten En la figura 1 se representa un sistema de alimentacioacuten directa en el que la solucioacuten se bombea desde el depoacutesito de recogida a traveacutes del sistema de drenaje hasta alcanzar el nivel adecuado momento en el cual la bomba se desconecta y la solucioacuten drena de nuevo al depoacutesito (8)

Figura 1 Cultivo en grava subirrigado con alimentacioacuten directa (8)

Cuando la bancada es muy larga se puede utilizar un sistema de alimentacioacuten por gravedad como el que se representa en la figura 2 en el que la solucioacuten se bombea desde el depoacutesito de recogida del lixiviado hasta otro situado en cabeza en el extremo opuesto Desde aquiacute vuelve a las bancadas por gravedad (8)

Figura 2 Cultivo en grava subirrigado con alimentacioacuten por gravedad (8) Un inconveniente importante del sistema de cultivo por subirrigacioacuten es el elevado coste de las

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bancadas Ademaacutes implica la presencia de estructuras permanentes en el invernadero en el caso de que se fabriquen in situ

32 CULTIVO EN SUSTRATOS DE BAJA CAPACIDAD DE RETENCIOacuteN DE AGUA CON APORTE EN SUPERFICIE DE LA SOLUCIOacuteN NUTRITIVA

Consiste en el empleo de un sustrato de granulometriacutea gruesa tal como grava arlita perlita A-13 etc de forma que el gran tamantildeo de sus poros suponga una baja relacioacuten superficievolumen y que el equilibrio tensioacuten superficialfuerzas gravitacionales se establezca cuando dichos poros contengan un bajo volumen de agua formando una peliacutecula de espesor fino

Este bajo poder de retencioacuten implica la necesidad de establecer una alta frecuencia de riegos para evitar la desecacioacuten excesiva del sustrato y el deacuteficit hiacutedrico del cultivo Con el fin de facilitar el manejo del sistema y simplificar la instalacioacuten resulta uacutetil dar riegos ciacuteclicos dejando cortos periodos de pausa entre ellos para favorecer la aireacioacuten de la rizosfera Esto puede conseguirse manteniendo arrancada de forma continua la bomba de riego y dividiendo la zona de cultivo en dos sectores gobernados por sendas electrovaacutelvulas que abren y cierran alternativamente de forma que cuando uno de ellos estaacute regando el otro se encuentra parado y viceversa de esta forma evitamos que la bomba tenga que arrancar un nuacutemero elevado de veces a lo largo del diacutea lo cual incrementa su desgaste y el consumo de energiacutea

El gran volumen de solucioacuten nutritiva aportada con respecto a las necesidades de absorcioacuten del cultivo conlleva la existencia de un alto porcentaje de lixiviacioacuten de tal forma que el sistema puede ser manejado desde el punto de vista de la fertirrigacioacuten como un sistema hidropoacutenico puro y el cabezal de riego puede ser el mismo

El sustrato puede disponerse en contenedores de distinto tipo como por ejemplo canalones o macetas En cualquier caso hay que asegurar una adecuada evacuacioacuten del lixiviado con el fin de evitar problemas de encharcamiento impidiendo que se acumule la solucioacuten en la parte inferior del sustrato Si se emplean canalones impermeables de gran longitud seraacute necesario colocar una tuberiacutea de drenaje en el fondo para conseguir ese objetivo Igualmente resulta imprescindible llevar a cabo la recogida de la solucioacuten sobrante mediante el propio canaloacuten de cultivo u otro auxiliar con el fin de proceder a su recirculacioacuten ya que de lo contrario el gasto de agua y nutrientes seriacutea excesivamente elevado

33 CULTIVO EN SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO Son los maacutes extendidos desde un punto de vista comercial por lo que nos centraremos en ellos de ahora en adelante El tipo de sustrato empleado puede ser muy variado pero en general se busca que presente una alta capacidad de retencioacuten de agua sin que ello limite la aireacioacuten de la raiacutez con el fin de poder reducir el nuacutemero de riegos y facilitar asiacute el manejo del sistema Del mismo modo resulta importante que presente una estructura estable y una baja velocidad de descomposicioacuten para que su vida uacutetil sea la mayor posible Inicialmente se empezaron a utilizar bancadas rellenas de arena Despueacutes se ha tendido hacia el empleo de materiales maacutes estandarizados como la lana de roca y la perlita dispuestos en sacos de plaacutestico los cuales resultan maacutes econoacutemicos y faacuteciles de manejar 331 Cultivo en bancadas de arena Estas bancadas se suelen construir in situ a base de cemento recubierto con pintura epoacutexica para protegerlo de la solucioacuten nutritiva aacutecida aunque tambieacuten se puede emplear fibra de vidrio laacuteminas de asbesto u otros materiales Asimismo se utilizan laacuteminas de polietileno o PVC para disminuir los costes fijadas en los lados con bloques de cemento o madera e incluso se llegan a excavar zanjas en el suelo que se recubren con plaacutestico y se rellenan de sustrato Esto uacuteltimo

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resulta barato pero tiene el inconveniente de que es difiacutecil localizar y reparar las roturas y existe el riesgo de que las enfermedades del suelo se extiendan por todo el medio (8) Otra posibilidad es el empleo de canalones de polipropileno u otro material similar rellenos de sustrato Tradicionalmente se ha empleado en este sistema la arena como sustrato la cual debe presentar una granulometriacutea comprendida entre 1 y 3 mm para conseguir una adecuada relacioacuten aguaaire que permita un oacuteptimo desarrollo de las raiacuteces del cultivo Es importante evitar la presencia en ella de materiales finos tales como limos y arcillas los cuales tienden a acumularse en el fondo de las bancadas provocando el encharcamiento y la falta de aireacioacuten de las raiacuteces Aparte de la arena tambieacuten resulta factible emplear otros materiales como por ejemplo perlita turba fibra de coco etc aunque su vida uacutetil es inferior

Figura 3 Sistema de bancadas de arena con drenaje lateral (8) En las figuras 3 y 4 se representan distintos tipos de bancadas para cultivo en arena En general se construyen con una ligera pendiente hacia uno de los extremos que oscila entre el 04 y el 08 debiendo ser mayor cuanto maacutes ancha sea la bancada En cuanto a la profundidad eacutesta variacutea en funcioacuten del tipo de sustrato empleado pero se considera un miacutenimo de 25 a 35 cm (8)

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Figura 4 Sistema de bancadas de arena con drenaje central (8)

La solucioacuten nutritiva se aplica sobre la superficie del sustrato mediante tuberiacuteas con emisores dispuestas a tal fin En lo que se refiere a la evacuacioacuten del lixiviado eacuteste puede realizarse lateralmente a traveacutes de orificios de drenaje regularmente distribuidos a lo largo de la bancada o bien mediante una tuberiacutea de plaacutestico situada en el fondo y perforada a intervalos para permitir la entrada de dicho lixiviado Un inconveniente importante de este sistema de cultivo aparte del elevado coste de ejecucioacuten de las bancadas tradicionales y su escasa maniobrabilidad es la necesidad de realizar desinfecciones perioacutedicas de la arena (generalmente anuales) con formaldehiacutedo o hipoclorito soacutedico para evitar enfermedades de suelo y ataques de nematodos Una modificacioacuten especial del sistema de bancadas de arena es el cultivo en arena en toda la superficie del invernadero en el cual una vez laboreado y nivelado el terreno con un 02-03 de pendiente se coloca sobre eacutel una doble capa de plaacutestico para evitar que las raiacuteces se anclen en el suelo Encima se disponen las tuberiacuteas de drenaje a favor de la pendiente y a continuacioacuten se esparce arena no excesivamente fina por toda la superficie En zonas deseacuterticas donde existen dunas de arena se pueden aprovechar eacutestas para llevar a cabo el cultivo Si tienen maacutes de 1 m de profundidad se pueden emplear directamente pero en caso contrario habraacute que realizar una

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preparacioacuten similar al caso anterior a base de laacuteminas de plaacutestico y tuberiacuteas de drenaje para evitar la presencia de un exceso de humedad en las raiacuteces (8) Este sistema puede presentar el problema de ataques importantes de nematodos debido a su posible presencia en la arena utilizada para el cultivo 332 Cultivo en sacos rellenos de sustrato Debido a los inconvenientes que presentan los sistemas de cultivo en bancadas en las uacuteltimas deacutecadas la tendencia maacutes generalizada ha sido el empleo de sustratos embolsados en sacos de plaacutestico con un volumen y dimensiones variables en funcioacuten del tipo de material empleado para el desarrollo del cultivo A veces dichos sacos se cuelgan verticalmente disponieacutendose las plantas en agujeros laterales realizados en los mismos pero lo normal es que se coloquen horizontalmente sobre el suelo especialmente en cultivos hortiacutecolas de porte alto Dado que cada una de estas unidades se utiliza para unas pocas plantas resulta maacutes sencillo controlar los ataques de enfermedades de raiacutez y asimismo es maacutes faacutecil manejar y reponer el sustrato Otra ventaja es que el contenedor al ser de material plaacutestico resulta barato y ligero ofreciendo al mismo tiempo unas buenas condiciones de opacidad Por contra la principal desventaja es que se requiere una mayor uniformidad de riego al estar la raiacutez confinada en una unidad de cultivo de pequentildeo volumen Los sustratos empleados en los cultivos en sacos los podemos dividir en tres grupos seguacuten sean orgaacutenicos minerales o sinteacuteticos Dentro de los primeros tenemos materiales tales como la turba la fibra de coco las cortezas de aacuterboles el serriacuten etc mientras que dentro de los segundos hay que distinguir entre los de origen natural como la arena o las rocas volcaacutenicas y los de transformacioacuten industrial como la lana de roca la perlita etc Finalmente en el tercer grupo existe alguacuten ejemplo como el foam En Almeriacutea los maacutes empleados actualmente son la perlita y la lana de roca mientras que los orgaacutenicos encabezados por la fibra de coco se encuentran muy por detraacutes de los primeros En Murcia es la arena el que predomina aunque se emplea en forma de largos sacos denominados comuacutenmente ldquosalchichasrdquo Tienen unos 25 m de longitud 04 m de anchura y 025 m de altura y se colocan sobre el suelo por lo que se trata de un sistema intermedio entre las bancadas y el cultivo en sacos La granulometriacutea que se suele emplear es la misma que en los sistemas en bancadas Previo a la plantacioacuten el sustrato contenido en los sacos de cultivo debe ser hidratado adecuadamente con el fin de partir con un medio huacutemedo que no ofrezca problemas al desarrollo inicial del cultivo ya que posteriormente no podraacute ser saturado Esto resulta especialmente importante en ciertos sustratos como la lana de roca en la que una mala humectacioacuten inicial impide que el medio pueda alcanzar su maacutexima capacidad de retencioacuten de agua debido a su escasa capilaridad lo que puede originar problemas de estreacutes hiacutedrico durante el cultivo y un inadecuado desarrollo radicular La saturacioacuten del sustrato debe llevarse a cabo antes de abrir en los sacos los orificios de salida del lixiviado Previamente se habraacuten realizado en la parte superior los agujeros en los que se situaraacuten las plantas los cuales tambieacuten sirven para anclar los emisores de riego Una vez colocados eacutestos se puede empezar a humectar el medio El riego se mantiene hasta llenar completamente los sacos con solucioacuten nutritiva y posteriormente se deja el sustrato en saturacioacuten durante un par de diacuteas para que alcance un buen nivel de humedad Transcurrido ese tiempo se estaacute en disposicioacuten de abrir el agujero de salida del lixiviado Puede ser conveniente no realizarlo inicialmente en la parte maacutes baja con el fin de dejar una reserva de agua en el fondo que favorezca el enraizamiento del cultivo No obstante una vez conseguido dicho enraizamiento es aconsejable eliminar la reserva haciendo otro agujero maacutes bajo para evitar problemas de encharcamiento A veces cuando el tipo de sustrato lo permite se puede llevar a cabo la plantacioacuten antes incluso de realizar el orificio con el propoacutesito de ganar tiempo si las plantas del semillero se encuentran en un estado adecuado para el trasplante Aunque como se comentoacute anteriormente una de las ventajas que presentan los sacos de cultivo es su facilidad de renovacioacuten el agricultor suele conservarlos durante varios antildeos con el fin de reducir costes En este caso resulta conveniente mantener el nivel de humedad del sustrato

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durante la eacutepoca en la que no hay cultivo para evitar una excesiva acumulacioacuten de sales y no tener que volverlo a saturar antes de la siguiente plantacioacuten Para ello es suficiente dar un par de riegos a la semana de unos 15 litros por saco de cultivo durante la eacutepoca de verano Por otro lado previo a la plantacioacuten se debe realizar una desinfeccioacuten del sustrato con el fin de evitar o al menos reducir los problemas de patoacutegenos radiculares durante el siguiente cultivo Para ello se estaacute utilizando en muchos casos metam sodio a una dosis de 100 litros por hectaacuterea repartida en tres riegos de unos 20-25 minutos que se dan en el mismo diacutea El tratamiento se debe realizar 25 diacuteas antes de la plantacioacuten y tras eacutel se debe dar un riego diario (de unos 15 litros por saco) con el fin de evitar posibles fitotoxicidades 333 Otros sistemas de cultivo Aunque resultan mucho menos frecuentes que los sacos de cultivo de polietileno existen otros tipos de contenedores disentildeados para albergar diferentes clases de sustratos Uno de ellos es un contenedor troncopiramidal de poliestireno con un volumen de 25 a 27 litros seguacuten modelos y una altura de 30 cm que estaacute teniendo una cierta aplicacioacuten en los cultivos sin suelo en Almeriacutea Inicialmente fue disentildeado para albergar dos granulometriacuteas de perlita estratificadas una maacutes fina (AElig lt 15 mm) en la parte superior y otra maacutes gruesa (AElig 15-5 mm) en la inferior Se trataba con ello de conseguir un perfil de humedad lo maacutes homogeacuteneo posible que fuera bien colonizado por las raiacuteces del cultivo y sin problemas en cuanto a exceso de retencioacuten de agua Junto a estas caracteriacutesticas el contenedor de poliestireno ofrece una mayor inercia teacutermica que el saco de polietileno lo que permite evitar cambios bruscos en la temperatura del sustrato En la actualidad este tipo de contenedor estaacute siendo empleado conjuntamente con la fibra de coco como sustrato debido a sus buenos resultados Otros tipos de contenedores que han sido utilizados en los cultivos sin suelo son las macetas de polietileno u otro material plaacutestico rellenas de turba fibra de coco etc pero han resultado maacutes interesantes en cultivos de planta ornamental Finalmente un sistema que alcanzoacute bastante intereacutes en Almeriacutea en los antildeos 80 y que fue desarrollado por la empresa Quash SA es el denominado SHQ (Sistema Hidropoacutenico Quash) En eacuteste las unidades de cultivo serviacutean para el desarrollo de 2 a 4 plantas y estaban formadas por una bandeja de plaacutestico de 8 cm de altura y 16 litros de capacidad que actuaba como una reserva de solucioacuten nutritiva En el interior se disponiacutean dos ladrillos ceraacutemicos de 10 cm de altura y sobre ellos y en contacto con la solucioacuten un velo higroscoacutepico humedecido por eacutesta Finalmente en la parte superior se colocaba un trozo de lana de roca de 15 x 50 x 3 cm que serviacutea para las primeras etapas de desarrollo de las raiacuteces del cultivo y para el sosteacuten del taco de lana de roca procedente del semillero El conjunto se tapaba con un trozo de polietileno para evitar la incidencia de luz sobre las raiacuteces las cuales colonizaban tanto la lana de roca como el velo huacutemedo Se trataba de un sistema abierto ya que el exceso de solucioacuten nutritiva se desbordaba de la bandeja hacia el suelo en forma de lixiviado En su momento de mayor auge se llegaron a cultivar maacutes de cien hectaacutereas con este sistema pero tras el cierre de la empresa que lo desarrolloacute se dejoacute de utilizar

334 Sistemas cerrados con reutilizacioacuten del lixiviado El cultivo convencional en sustratos ya sea en bancadas en sacos u otro tipo de contenedor fue concebido originalmente para un manejo a solucioacuten perdida al contrario que otros sistemas como los hidropoacutenicos o los de subirrigacioacuten que se disentildearon como sistemas cerrados por sus caracteriacutesticas intriacutensecas Sin embargo debido a la preocupacioacuten cada vez mayor de la Sociedad por el deterioro del medioambiente y como consecuencia de ello a la presioacuten que se estaacute ejerciendo sobre las distintas actividades humanas contaminantes entre ellas la agriacutecola

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dichos sistemas abiertos estaacuten siendo adaptados a las nuevas exigencias permitiendo asiacute la recogida y acumulacioacuten de los lixiviados para emplearlos posteriormente en la formulacioacuten de nueva solucioacuten nutritiva A los sistemas cerrados asiacute obtenidos se les suele llamar sistemas con reutilizacioacuten del lixiviado Los sistemas a solucioacuten perdida conllevan la eliminacioacuten al medio de importantes voluacutemenes de lixiviados con un elevado poder contaminante especialmente debido a la presencia de nitratos Dado que esto es evitado en gran medida mediante los sistemas de cultivo sin suelo cerrados su empleo permite obtener un ahorro notable de agua y auacuten mayor de fertilizantes lo que se une a una reduccioacuten casi total de la contaminacioacuten ambiental De hecho diversos resultados experimentales indican que mediante estos sistemas es posible conseguir una disminucioacuten del gasto de agua de un 20 a un 30 (7 11 14) y un ahorro de fertilizantes entre el 25 y el 45 (6 7 9 11 12 13) Para poder reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato es necesario realizar una inversioacuten adicional con el fin de incorporar canalones y tuberiacuteas de recogida del drenaje depoacutesitos de acumulacioacuten y un sistema de mezcla del lixiviado con el agua exterior Todo ello puede ser compensado con el ahorro de agua y fertilizantes obtenido pero la necesidad adicional de incorporar un equipo de desinfeccioacuten del drenaje para evitar la expansioacuten de alguacuten posible patoacutegeno radicular desde un foco inicial a todo el cultivo a traveacutes de la solucioacuten nutritiva encarece auacuten maacutes dicha inversioacuten e impide rentabilizar el sistema (7) Por tanto el intereacutes de esta teacutecnica de reuacuteso no es econoacutemico sino ambiental En la figura 5 se muestra el esquema de una instalacioacuten para reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato La unidad de cultivo es la misma que la de un sistema a solucioacuten perdida y la diferencia se encuentra en los elementos auxiliares extra de recogida desinfeccioacuten almacenamiento y mezcla del drenaje que como se ha comentado anteriormente es necesario incorporar en el sistema cerrado

Figura 5 Esquema de un sistema de cultivo sin suelo con reutilizacioacuten del lixiviado

A la salida del equipo de desinfeccioacuten el drenaje es conducido a un depoacutesito de acumulacioacuten final donde se almacena hasta el momento de volver a ser empleado en mezcla con agua de aporte exterior Dado que la composicioacuten del drenaje variacutea a lo largo del diacutea debido a la diferente evolucioacuten de la absorcioacuten de agua con respecto a la de nutrientes llevada a cabo por la planta en ese periodo resulta conveniente que el tanque presente al menos un volumen suficiente como para almacenar el drenaje de un diacutea con el fin de conseguir una composicioacuten media y amortiguar esas oscilaciones

En lo que se refiere a la mezcla del drenaje para llevar a cabo su posterior reuacuteso eacutesta puede realizarse directamente con agua exterior y antildeadir a continuacioacuten los fertilizantes

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suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 2: Sistemas de Cultivo en Sustrato

- Solutos entre los elementos quiacutemicos disueltos deberaacuten encontrarse todos los necesarios para la nutricioacuten de la planta en cantidades suficientes para prevenir las carencias pero no excesivas para evitar niveles altos de presioacuten osmoacutetica a vencer por la raiacutez - Temperatura deberaacute ser la apropiada para asegurar una oacuteptima actividad bioloacutegica en la raiacutez Si es excesivamente baja eacutesta se ralentizaraacute y si es demasiado alta el exceso de actividad acarrearaacute un despilfarro de energiacutea E incluso si se sobrepasan ciertos valores extremos la raiacutez muere

Cualquier sistema de cultivo sin suelo adoptado funcionaraacute tanto mejor cuanto maacutes oacuteptimamente proporcione los elementos antes mencionados Asiacute los sistemas con sustrato dependeraacuten muy directamente del manejo del riego para conseguir un adecuado equilibrio aireagua mientras que en los hidropoacutenicos es la aireacioacuten el principal problema al contrario de lo que sucede en los aeropoacutenicos en los que la dificultad estriba en mantener humedecida toda la raiacutez

2 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE CULTIVO SIN SUELO Cualquier sistema de cultivo sin suelo que se desarrolle va a estar definido por tres componentes baacutesicos que son (3)

- Las unidades elementales de cultivo (sacos macetas canalones etc) - El equipamiento adecuado (automatismos equipo de riego etc) - La tecnologiacutea necesaria para su correcto manejo

Para conseguir un resultado satisfactorio del cultivo seraacute necesario conjuntar adecuadamente estos elementos Se puede definir la unidad elemental de cultivo como el moacutedulo baacutesico que comprende un espacio de cultivo comuacuten de caracteriacutesticas determinadas y que es utilizado como rizosfera por una o maacutes plantas que tienen sus raiacuteces en contacto empleando conjuntamente dicho espacio (tabla de lana de roca saco de perlita canaloacuten de cultivo hidropoacutenico etc) Estas unidades elementales pueden estar interconectadas a traveacutes de la solucioacuten nutritiva (sistemas cerrados) o bien pueden estar completamente aisladas y sin riesgo de transmisioacuten de patoacutegenos radiculares de unas a otras a traveacutes de dicha solucioacuten (sistemas abiertos) Cada moacutedulo unitario consta de dos elementos por un lado el contenido o sustrato que es el medio donde va a desarrollarse la raiacutez del cultivo y por otro el contenedor o recipiente que se encarga de aislar dar forma y condicionar en gran medida las propiedades del contenido Sin embargo no siempre aparecen estos dos componentes ya que a veces se prescinde del sustrato de cultivo como ocurre en los hidropoacutenicos puros en los que la raiacutez se encuentra inmersa directamente en la solucioacuten nutritiva Asimismo existen sustratos riacutegidos en los que el contenedor (generalmente una laacutemina de polietileno) tiene como uacutenica funcioacuten impedir la penetracioacuten de la luz hasta el medio radicular y evitar una excesiva desecacioacuten de eacuteste Veamos por separado cada uno de los componentes de la unidad elemental de cultivo a) Contenedores estaacuten compuestos por materiales de diversa naturaleza y su finalidad es la de delimitar el espacio radicular proporcionaacutendole aislamiento teacutermico y preservaacutendolo de la luz los agentes contaminantes la peacuterdida de agua por evaporacioacuten etc Cuando en el sistema de cultivo se utilizan sustratos amorfos el contenedor con sus caracteriacutesticas propias influye directamente en el comportamiento del sustrato condicionando sus propiedades fiacutesicas al adquirir la forma determinada por el contenedor Cuando los sustratos

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son riacutegidos (lana de roca foam etc) o no existen (hidropoacutenicos aeropoacutenicos etc) esto no sucede pero auacuten asiacute condiciona enormemente las caracteriacutesticas de la rizosfera (pendiente altura de agua aislamiento etc) por lo que su importancia es muy grande en el comportamiento final del sistema Un ejemplo de la influencia del contenedor sobre las propiedades del sustrato lo encontramos en la inercia teacutermica la cual estaacute maacutes condicionada por el volumen material y forma del contenedor que por la naturaleza del sustrato contenido pues al estar eacuteste completamente humedecido su coeficiente de transmisioacuten caloriacutefica variacutea muy poco de uno a otro estando siempre muy proacuteximo al del agua (2) En un principio los contenedores se construiacutean de materiales pesados y duraderos (hormigoacuten hierro ceraacutemica asfalto etc) constituyendo asiacute las primitivas bancadas de cultivo Actualmente se utilizan materiales mucho maacutes ligeros impermeables e inertes generalmente plaacutesticos (polietileno polipropileno etc) riacutegidos semirriacutegidos o flexibles de precio asequible y faacutecil manejo y reposicioacuten b) Sustratos como se ha comentado con anterioridad el sustrato no siempre es necesario en los sistemas de cultivo sin suelo Sin embargo actualmente casi la totalidad de los sistemas empleados a nivel comercial utilizan alguacuten tipo de sustrato Cualquier sustrato potencial tiene unas caracteriacutesticas y propiedades intriacutensecas que debemos conocer y estudiar para disentildear el contenedor maacutes apropiado de forma que el moacutedulo de cultivo resultante sometido a un correcto manejo proporcione a la raiacutez el medio favorable que veiacuteamos con anterioridad Dentro de estas propiedades tenemos tanto fiacutesicas (porosidad retencioacuten de agua densidad estructura granulometriacutea) como quiacutemicas (capacidad de intercambio catioacutenico poder tampoacuten solubilidad) y bioloacutegicas

3 CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DE CULTIVO SIN SUELO Los sistemas de cultivo sin suelo se pueden clasificar en tres grandes grupos dependiendo del medio en el que se desarrollen las raiacuteces cultivos en sustrato cultivos en agua o hidropoacutenicos y cultivos en aire o aeropoacutenicos Aquiacute nos centraremos exclusivamente en los primeros Dentro de los cultivos en sustrato podemos distinguir a su vez tres tipos en funcioacuten de su manejo En primer lugar tenemos aquellos sistemas que funcionan por inundacioacuten perioacutedica del sustrato mediante subirrigacioacuten y en los que posteriormente se realiza la recogida de los sobrantes como es el caso de las bancadas de grava En segundo lugar se encuentran aquellos sistemas que utilizan un sustrato con una baja capacidad de retencioacuten de agua y una elevada aireacioacuten (grava arlita etc) de forma que requieren un aporte muy frecuente de solucioacuten nutritiva a nivel superficial para asegurar un suministro adecuado de agua y nutrientes al cultivo Por uacuteltimo estaacuten los sistemas convencionales que emplean alguacuten sustrato con una capacidad de retencioacuten de agua importante (lana de roca perlita fibra de coco arena etc) de forma que requieren el aporte de riegos puntuales en funcioacuten de las necesidades hiacutedricas del cultivo con el fin de lograr una adecuada relacioacuten aguaaire en el mismo Los dos primeros son sistemas cerrados ya que la solucioacuten ha de recircularse con el fin de evitar el despilfarro de agua y nutrientes En cuanto al tercero puede ser indistintamente abierto o cerrado dependiendo del manejo que se realice de la solucioacuten 31 CULTIVO EN GRAVA CON SUBIRRIGACIOacuteN

Este sistema de cultivo sin suelo consiste en una serie de bancadas construidas in situ a base de cemento o bien prefabricadas pudiendo ser tambieacuten eacutestas uacuteltimas de asbesto-cemento o incluso de materiales plaacutesticos Dichas bancadas suelen presentar una longitud de 20-35 m una anchura de 08-12 m y una profundidad de 020-030 m debiendo tener una pendiente del 01 al 05 para facilitar la salida del lixiviado Ademaacutes resulta conveniente recoger eacuteste mediante una

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conduccioacuten porosa situada en el centro de la bancada que debe cubrirse con un agregado grueso para evitar que el sustrato tapone el drenaje (8)

Las bancadas se rellenan de un agregado inerte generalmente grava con un tamantildeo superior a los 3 mm de diaacutemetro para facilitar la circulacioacuten de la solucioacuten Dichas bancadas se inundan perioacutedicamente con la solucioacuten nutritiva y posteriormente se dejan drenar recogieacutendose la solucioacuten sobrante en un depoacutesito Dependiendo de coacutemo se haga circular dicha solucioacuten se pueden distinguir diferentes sistemas de cultivo por subirrigacioacuten En la figura 1 se representa un sistema de alimentacioacuten directa en el que la solucioacuten se bombea desde el depoacutesito de recogida a traveacutes del sistema de drenaje hasta alcanzar el nivel adecuado momento en el cual la bomba se desconecta y la solucioacuten drena de nuevo al depoacutesito (8)

Figura 1 Cultivo en grava subirrigado con alimentacioacuten directa (8)

Cuando la bancada es muy larga se puede utilizar un sistema de alimentacioacuten por gravedad como el que se representa en la figura 2 en el que la solucioacuten se bombea desde el depoacutesito de recogida del lixiviado hasta otro situado en cabeza en el extremo opuesto Desde aquiacute vuelve a las bancadas por gravedad (8)

Figura 2 Cultivo en grava subirrigado con alimentacioacuten por gravedad (8) Un inconveniente importante del sistema de cultivo por subirrigacioacuten es el elevado coste de las

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bancadas Ademaacutes implica la presencia de estructuras permanentes en el invernadero en el caso de que se fabriquen in situ

32 CULTIVO EN SUSTRATOS DE BAJA CAPACIDAD DE RETENCIOacuteN DE AGUA CON APORTE EN SUPERFICIE DE LA SOLUCIOacuteN NUTRITIVA

Consiste en el empleo de un sustrato de granulometriacutea gruesa tal como grava arlita perlita A-13 etc de forma que el gran tamantildeo de sus poros suponga una baja relacioacuten superficievolumen y que el equilibrio tensioacuten superficialfuerzas gravitacionales se establezca cuando dichos poros contengan un bajo volumen de agua formando una peliacutecula de espesor fino

Este bajo poder de retencioacuten implica la necesidad de establecer una alta frecuencia de riegos para evitar la desecacioacuten excesiva del sustrato y el deacuteficit hiacutedrico del cultivo Con el fin de facilitar el manejo del sistema y simplificar la instalacioacuten resulta uacutetil dar riegos ciacuteclicos dejando cortos periodos de pausa entre ellos para favorecer la aireacioacuten de la rizosfera Esto puede conseguirse manteniendo arrancada de forma continua la bomba de riego y dividiendo la zona de cultivo en dos sectores gobernados por sendas electrovaacutelvulas que abren y cierran alternativamente de forma que cuando uno de ellos estaacute regando el otro se encuentra parado y viceversa de esta forma evitamos que la bomba tenga que arrancar un nuacutemero elevado de veces a lo largo del diacutea lo cual incrementa su desgaste y el consumo de energiacutea

El gran volumen de solucioacuten nutritiva aportada con respecto a las necesidades de absorcioacuten del cultivo conlleva la existencia de un alto porcentaje de lixiviacioacuten de tal forma que el sistema puede ser manejado desde el punto de vista de la fertirrigacioacuten como un sistema hidropoacutenico puro y el cabezal de riego puede ser el mismo

El sustrato puede disponerse en contenedores de distinto tipo como por ejemplo canalones o macetas En cualquier caso hay que asegurar una adecuada evacuacioacuten del lixiviado con el fin de evitar problemas de encharcamiento impidiendo que se acumule la solucioacuten en la parte inferior del sustrato Si se emplean canalones impermeables de gran longitud seraacute necesario colocar una tuberiacutea de drenaje en el fondo para conseguir ese objetivo Igualmente resulta imprescindible llevar a cabo la recogida de la solucioacuten sobrante mediante el propio canaloacuten de cultivo u otro auxiliar con el fin de proceder a su recirculacioacuten ya que de lo contrario el gasto de agua y nutrientes seriacutea excesivamente elevado

33 CULTIVO EN SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO Son los maacutes extendidos desde un punto de vista comercial por lo que nos centraremos en ellos de ahora en adelante El tipo de sustrato empleado puede ser muy variado pero en general se busca que presente una alta capacidad de retencioacuten de agua sin que ello limite la aireacioacuten de la raiacutez con el fin de poder reducir el nuacutemero de riegos y facilitar asiacute el manejo del sistema Del mismo modo resulta importante que presente una estructura estable y una baja velocidad de descomposicioacuten para que su vida uacutetil sea la mayor posible Inicialmente se empezaron a utilizar bancadas rellenas de arena Despueacutes se ha tendido hacia el empleo de materiales maacutes estandarizados como la lana de roca y la perlita dispuestos en sacos de plaacutestico los cuales resultan maacutes econoacutemicos y faacuteciles de manejar 331 Cultivo en bancadas de arena Estas bancadas se suelen construir in situ a base de cemento recubierto con pintura epoacutexica para protegerlo de la solucioacuten nutritiva aacutecida aunque tambieacuten se puede emplear fibra de vidrio laacuteminas de asbesto u otros materiales Asimismo se utilizan laacuteminas de polietileno o PVC para disminuir los costes fijadas en los lados con bloques de cemento o madera e incluso se llegan a excavar zanjas en el suelo que se recubren con plaacutestico y se rellenan de sustrato Esto uacuteltimo

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resulta barato pero tiene el inconveniente de que es difiacutecil localizar y reparar las roturas y existe el riesgo de que las enfermedades del suelo se extiendan por todo el medio (8) Otra posibilidad es el empleo de canalones de polipropileno u otro material similar rellenos de sustrato Tradicionalmente se ha empleado en este sistema la arena como sustrato la cual debe presentar una granulometriacutea comprendida entre 1 y 3 mm para conseguir una adecuada relacioacuten aguaaire que permita un oacuteptimo desarrollo de las raiacuteces del cultivo Es importante evitar la presencia en ella de materiales finos tales como limos y arcillas los cuales tienden a acumularse en el fondo de las bancadas provocando el encharcamiento y la falta de aireacioacuten de las raiacuteces Aparte de la arena tambieacuten resulta factible emplear otros materiales como por ejemplo perlita turba fibra de coco etc aunque su vida uacutetil es inferior

Figura 3 Sistema de bancadas de arena con drenaje lateral (8) En las figuras 3 y 4 se representan distintos tipos de bancadas para cultivo en arena En general se construyen con una ligera pendiente hacia uno de los extremos que oscila entre el 04 y el 08 debiendo ser mayor cuanto maacutes ancha sea la bancada En cuanto a la profundidad eacutesta variacutea en funcioacuten del tipo de sustrato empleado pero se considera un miacutenimo de 25 a 35 cm (8)

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Figura 4 Sistema de bancadas de arena con drenaje central (8)

La solucioacuten nutritiva se aplica sobre la superficie del sustrato mediante tuberiacuteas con emisores dispuestas a tal fin En lo que se refiere a la evacuacioacuten del lixiviado eacuteste puede realizarse lateralmente a traveacutes de orificios de drenaje regularmente distribuidos a lo largo de la bancada o bien mediante una tuberiacutea de plaacutestico situada en el fondo y perforada a intervalos para permitir la entrada de dicho lixiviado Un inconveniente importante de este sistema de cultivo aparte del elevado coste de ejecucioacuten de las bancadas tradicionales y su escasa maniobrabilidad es la necesidad de realizar desinfecciones perioacutedicas de la arena (generalmente anuales) con formaldehiacutedo o hipoclorito soacutedico para evitar enfermedades de suelo y ataques de nematodos Una modificacioacuten especial del sistema de bancadas de arena es el cultivo en arena en toda la superficie del invernadero en el cual una vez laboreado y nivelado el terreno con un 02-03 de pendiente se coloca sobre eacutel una doble capa de plaacutestico para evitar que las raiacuteces se anclen en el suelo Encima se disponen las tuberiacuteas de drenaje a favor de la pendiente y a continuacioacuten se esparce arena no excesivamente fina por toda la superficie En zonas deseacuterticas donde existen dunas de arena se pueden aprovechar eacutestas para llevar a cabo el cultivo Si tienen maacutes de 1 m de profundidad se pueden emplear directamente pero en caso contrario habraacute que realizar una

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preparacioacuten similar al caso anterior a base de laacuteminas de plaacutestico y tuberiacuteas de drenaje para evitar la presencia de un exceso de humedad en las raiacuteces (8) Este sistema puede presentar el problema de ataques importantes de nematodos debido a su posible presencia en la arena utilizada para el cultivo 332 Cultivo en sacos rellenos de sustrato Debido a los inconvenientes que presentan los sistemas de cultivo en bancadas en las uacuteltimas deacutecadas la tendencia maacutes generalizada ha sido el empleo de sustratos embolsados en sacos de plaacutestico con un volumen y dimensiones variables en funcioacuten del tipo de material empleado para el desarrollo del cultivo A veces dichos sacos se cuelgan verticalmente disponieacutendose las plantas en agujeros laterales realizados en los mismos pero lo normal es que se coloquen horizontalmente sobre el suelo especialmente en cultivos hortiacutecolas de porte alto Dado que cada una de estas unidades se utiliza para unas pocas plantas resulta maacutes sencillo controlar los ataques de enfermedades de raiacutez y asimismo es maacutes faacutecil manejar y reponer el sustrato Otra ventaja es que el contenedor al ser de material plaacutestico resulta barato y ligero ofreciendo al mismo tiempo unas buenas condiciones de opacidad Por contra la principal desventaja es que se requiere una mayor uniformidad de riego al estar la raiacutez confinada en una unidad de cultivo de pequentildeo volumen Los sustratos empleados en los cultivos en sacos los podemos dividir en tres grupos seguacuten sean orgaacutenicos minerales o sinteacuteticos Dentro de los primeros tenemos materiales tales como la turba la fibra de coco las cortezas de aacuterboles el serriacuten etc mientras que dentro de los segundos hay que distinguir entre los de origen natural como la arena o las rocas volcaacutenicas y los de transformacioacuten industrial como la lana de roca la perlita etc Finalmente en el tercer grupo existe alguacuten ejemplo como el foam En Almeriacutea los maacutes empleados actualmente son la perlita y la lana de roca mientras que los orgaacutenicos encabezados por la fibra de coco se encuentran muy por detraacutes de los primeros En Murcia es la arena el que predomina aunque se emplea en forma de largos sacos denominados comuacutenmente ldquosalchichasrdquo Tienen unos 25 m de longitud 04 m de anchura y 025 m de altura y se colocan sobre el suelo por lo que se trata de un sistema intermedio entre las bancadas y el cultivo en sacos La granulometriacutea que se suele emplear es la misma que en los sistemas en bancadas Previo a la plantacioacuten el sustrato contenido en los sacos de cultivo debe ser hidratado adecuadamente con el fin de partir con un medio huacutemedo que no ofrezca problemas al desarrollo inicial del cultivo ya que posteriormente no podraacute ser saturado Esto resulta especialmente importante en ciertos sustratos como la lana de roca en la que una mala humectacioacuten inicial impide que el medio pueda alcanzar su maacutexima capacidad de retencioacuten de agua debido a su escasa capilaridad lo que puede originar problemas de estreacutes hiacutedrico durante el cultivo y un inadecuado desarrollo radicular La saturacioacuten del sustrato debe llevarse a cabo antes de abrir en los sacos los orificios de salida del lixiviado Previamente se habraacuten realizado en la parte superior los agujeros en los que se situaraacuten las plantas los cuales tambieacuten sirven para anclar los emisores de riego Una vez colocados eacutestos se puede empezar a humectar el medio El riego se mantiene hasta llenar completamente los sacos con solucioacuten nutritiva y posteriormente se deja el sustrato en saturacioacuten durante un par de diacuteas para que alcance un buen nivel de humedad Transcurrido ese tiempo se estaacute en disposicioacuten de abrir el agujero de salida del lixiviado Puede ser conveniente no realizarlo inicialmente en la parte maacutes baja con el fin de dejar una reserva de agua en el fondo que favorezca el enraizamiento del cultivo No obstante una vez conseguido dicho enraizamiento es aconsejable eliminar la reserva haciendo otro agujero maacutes bajo para evitar problemas de encharcamiento A veces cuando el tipo de sustrato lo permite se puede llevar a cabo la plantacioacuten antes incluso de realizar el orificio con el propoacutesito de ganar tiempo si las plantas del semillero se encuentran en un estado adecuado para el trasplante Aunque como se comentoacute anteriormente una de las ventajas que presentan los sacos de cultivo es su facilidad de renovacioacuten el agricultor suele conservarlos durante varios antildeos con el fin de reducir costes En este caso resulta conveniente mantener el nivel de humedad del sustrato

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durante la eacutepoca en la que no hay cultivo para evitar una excesiva acumulacioacuten de sales y no tener que volverlo a saturar antes de la siguiente plantacioacuten Para ello es suficiente dar un par de riegos a la semana de unos 15 litros por saco de cultivo durante la eacutepoca de verano Por otro lado previo a la plantacioacuten se debe realizar una desinfeccioacuten del sustrato con el fin de evitar o al menos reducir los problemas de patoacutegenos radiculares durante el siguiente cultivo Para ello se estaacute utilizando en muchos casos metam sodio a una dosis de 100 litros por hectaacuterea repartida en tres riegos de unos 20-25 minutos que se dan en el mismo diacutea El tratamiento se debe realizar 25 diacuteas antes de la plantacioacuten y tras eacutel se debe dar un riego diario (de unos 15 litros por saco) con el fin de evitar posibles fitotoxicidades 333 Otros sistemas de cultivo Aunque resultan mucho menos frecuentes que los sacos de cultivo de polietileno existen otros tipos de contenedores disentildeados para albergar diferentes clases de sustratos Uno de ellos es un contenedor troncopiramidal de poliestireno con un volumen de 25 a 27 litros seguacuten modelos y una altura de 30 cm que estaacute teniendo una cierta aplicacioacuten en los cultivos sin suelo en Almeriacutea Inicialmente fue disentildeado para albergar dos granulometriacuteas de perlita estratificadas una maacutes fina (AElig lt 15 mm) en la parte superior y otra maacutes gruesa (AElig 15-5 mm) en la inferior Se trataba con ello de conseguir un perfil de humedad lo maacutes homogeacuteneo posible que fuera bien colonizado por las raiacuteces del cultivo y sin problemas en cuanto a exceso de retencioacuten de agua Junto a estas caracteriacutesticas el contenedor de poliestireno ofrece una mayor inercia teacutermica que el saco de polietileno lo que permite evitar cambios bruscos en la temperatura del sustrato En la actualidad este tipo de contenedor estaacute siendo empleado conjuntamente con la fibra de coco como sustrato debido a sus buenos resultados Otros tipos de contenedores que han sido utilizados en los cultivos sin suelo son las macetas de polietileno u otro material plaacutestico rellenas de turba fibra de coco etc pero han resultado maacutes interesantes en cultivos de planta ornamental Finalmente un sistema que alcanzoacute bastante intereacutes en Almeriacutea en los antildeos 80 y que fue desarrollado por la empresa Quash SA es el denominado SHQ (Sistema Hidropoacutenico Quash) En eacuteste las unidades de cultivo serviacutean para el desarrollo de 2 a 4 plantas y estaban formadas por una bandeja de plaacutestico de 8 cm de altura y 16 litros de capacidad que actuaba como una reserva de solucioacuten nutritiva En el interior se disponiacutean dos ladrillos ceraacutemicos de 10 cm de altura y sobre ellos y en contacto con la solucioacuten un velo higroscoacutepico humedecido por eacutesta Finalmente en la parte superior se colocaba un trozo de lana de roca de 15 x 50 x 3 cm que serviacutea para las primeras etapas de desarrollo de las raiacuteces del cultivo y para el sosteacuten del taco de lana de roca procedente del semillero El conjunto se tapaba con un trozo de polietileno para evitar la incidencia de luz sobre las raiacuteces las cuales colonizaban tanto la lana de roca como el velo huacutemedo Se trataba de un sistema abierto ya que el exceso de solucioacuten nutritiva se desbordaba de la bandeja hacia el suelo en forma de lixiviado En su momento de mayor auge se llegaron a cultivar maacutes de cien hectaacutereas con este sistema pero tras el cierre de la empresa que lo desarrolloacute se dejoacute de utilizar

334 Sistemas cerrados con reutilizacioacuten del lixiviado El cultivo convencional en sustratos ya sea en bancadas en sacos u otro tipo de contenedor fue concebido originalmente para un manejo a solucioacuten perdida al contrario que otros sistemas como los hidropoacutenicos o los de subirrigacioacuten que se disentildearon como sistemas cerrados por sus caracteriacutesticas intriacutensecas Sin embargo debido a la preocupacioacuten cada vez mayor de la Sociedad por el deterioro del medioambiente y como consecuencia de ello a la presioacuten que se estaacute ejerciendo sobre las distintas actividades humanas contaminantes entre ellas la agriacutecola

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dichos sistemas abiertos estaacuten siendo adaptados a las nuevas exigencias permitiendo asiacute la recogida y acumulacioacuten de los lixiviados para emplearlos posteriormente en la formulacioacuten de nueva solucioacuten nutritiva A los sistemas cerrados asiacute obtenidos se les suele llamar sistemas con reutilizacioacuten del lixiviado Los sistemas a solucioacuten perdida conllevan la eliminacioacuten al medio de importantes voluacutemenes de lixiviados con un elevado poder contaminante especialmente debido a la presencia de nitratos Dado que esto es evitado en gran medida mediante los sistemas de cultivo sin suelo cerrados su empleo permite obtener un ahorro notable de agua y auacuten mayor de fertilizantes lo que se une a una reduccioacuten casi total de la contaminacioacuten ambiental De hecho diversos resultados experimentales indican que mediante estos sistemas es posible conseguir una disminucioacuten del gasto de agua de un 20 a un 30 (7 11 14) y un ahorro de fertilizantes entre el 25 y el 45 (6 7 9 11 12 13) Para poder reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato es necesario realizar una inversioacuten adicional con el fin de incorporar canalones y tuberiacuteas de recogida del drenaje depoacutesitos de acumulacioacuten y un sistema de mezcla del lixiviado con el agua exterior Todo ello puede ser compensado con el ahorro de agua y fertilizantes obtenido pero la necesidad adicional de incorporar un equipo de desinfeccioacuten del drenaje para evitar la expansioacuten de alguacuten posible patoacutegeno radicular desde un foco inicial a todo el cultivo a traveacutes de la solucioacuten nutritiva encarece auacuten maacutes dicha inversioacuten e impide rentabilizar el sistema (7) Por tanto el intereacutes de esta teacutecnica de reuacuteso no es econoacutemico sino ambiental En la figura 5 se muestra el esquema de una instalacioacuten para reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato La unidad de cultivo es la misma que la de un sistema a solucioacuten perdida y la diferencia se encuentra en los elementos auxiliares extra de recogida desinfeccioacuten almacenamiento y mezcla del drenaje que como se ha comentado anteriormente es necesario incorporar en el sistema cerrado

Figura 5 Esquema de un sistema de cultivo sin suelo con reutilizacioacuten del lixiviado

A la salida del equipo de desinfeccioacuten el drenaje es conducido a un depoacutesito de acumulacioacuten final donde se almacena hasta el momento de volver a ser empleado en mezcla con agua de aporte exterior Dado que la composicioacuten del drenaje variacutea a lo largo del diacutea debido a la diferente evolucioacuten de la absorcioacuten de agua con respecto a la de nutrientes llevada a cabo por la planta en ese periodo resulta conveniente que el tanque presente al menos un volumen suficiente como para almacenar el drenaje de un diacutea con el fin de conseguir una composicioacuten media y amortiguar esas oscilaciones

En lo que se refiere a la mezcla del drenaje para llevar a cabo su posterior reuacuteso eacutesta puede realizarse directamente con agua exterior y antildeadir a continuacioacuten los fertilizantes

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suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

17 Stanghellini C Van Meurs WThM Corver F Van Dullemen E Simonse L (1998) Combined effect of climate and concentration of the nutrient solution on a greenhouse tomato cropII Yield quantity and quality Acta Horticulturae458 231-237

18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 3: Sistemas de Cultivo en Sustrato

son riacutegidos (lana de roca foam etc) o no existen (hidropoacutenicos aeropoacutenicos etc) esto no sucede pero auacuten asiacute condiciona enormemente las caracteriacutesticas de la rizosfera (pendiente altura de agua aislamiento etc) por lo que su importancia es muy grande en el comportamiento final del sistema Un ejemplo de la influencia del contenedor sobre las propiedades del sustrato lo encontramos en la inercia teacutermica la cual estaacute maacutes condicionada por el volumen material y forma del contenedor que por la naturaleza del sustrato contenido pues al estar eacuteste completamente humedecido su coeficiente de transmisioacuten caloriacutefica variacutea muy poco de uno a otro estando siempre muy proacuteximo al del agua (2) En un principio los contenedores se construiacutean de materiales pesados y duraderos (hormigoacuten hierro ceraacutemica asfalto etc) constituyendo asiacute las primitivas bancadas de cultivo Actualmente se utilizan materiales mucho maacutes ligeros impermeables e inertes generalmente plaacutesticos (polietileno polipropileno etc) riacutegidos semirriacutegidos o flexibles de precio asequible y faacutecil manejo y reposicioacuten b) Sustratos como se ha comentado con anterioridad el sustrato no siempre es necesario en los sistemas de cultivo sin suelo Sin embargo actualmente casi la totalidad de los sistemas empleados a nivel comercial utilizan alguacuten tipo de sustrato Cualquier sustrato potencial tiene unas caracteriacutesticas y propiedades intriacutensecas que debemos conocer y estudiar para disentildear el contenedor maacutes apropiado de forma que el moacutedulo de cultivo resultante sometido a un correcto manejo proporcione a la raiacutez el medio favorable que veiacuteamos con anterioridad Dentro de estas propiedades tenemos tanto fiacutesicas (porosidad retencioacuten de agua densidad estructura granulometriacutea) como quiacutemicas (capacidad de intercambio catioacutenico poder tampoacuten solubilidad) y bioloacutegicas

3 CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DE CULTIVO SIN SUELO Los sistemas de cultivo sin suelo se pueden clasificar en tres grandes grupos dependiendo del medio en el que se desarrollen las raiacuteces cultivos en sustrato cultivos en agua o hidropoacutenicos y cultivos en aire o aeropoacutenicos Aquiacute nos centraremos exclusivamente en los primeros Dentro de los cultivos en sustrato podemos distinguir a su vez tres tipos en funcioacuten de su manejo En primer lugar tenemos aquellos sistemas que funcionan por inundacioacuten perioacutedica del sustrato mediante subirrigacioacuten y en los que posteriormente se realiza la recogida de los sobrantes como es el caso de las bancadas de grava En segundo lugar se encuentran aquellos sistemas que utilizan un sustrato con una baja capacidad de retencioacuten de agua y una elevada aireacioacuten (grava arlita etc) de forma que requieren un aporte muy frecuente de solucioacuten nutritiva a nivel superficial para asegurar un suministro adecuado de agua y nutrientes al cultivo Por uacuteltimo estaacuten los sistemas convencionales que emplean alguacuten sustrato con una capacidad de retencioacuten de agua importante (lana de roca perlita fibra de coco arena etc) de forma que requieren el aporte de riegos puntuales en funcioacuten de las necesidades hiacutedricas del cultivo con el fin de lograr una adecuada relacioacuten aguaaire en el mismo Los dos primeros son sistemas cerrados ya que la solucioacuten ha de recircularse con el fin de evitar el despilfarro de agua y nutrientes En cuanto al tercero puede ser indistintamente abierto o cerrado dependiendo del manejo que se realice de la solucioacuten 31 CULTIVO EN GRAVA CON SUBIRRIGACIOacuteN

Este sistema de cultivo sin suelo consiste en una serie de bancadas construidas in situ a base de cemento o bien prefabricadas pudiendo ser tambieacuten eacutestas uacuteltimas de asbesto-cemento o incluso de materiales plaacutesticos Dichas bancadas suelen presentar una longitud de 20-35 m una anchura de 08-12 m y una profundidad de 020-030 m debiendo tener una pendiente del 01 al 05 para facilitar la salida del lixiviado Ademaacutes resulta conveniente recoger eacuteste mediante una

3

conduccioacuten porosa situada en el centro de la bancada que debe cubrirse con un agregado grueso para evitar que el sustrato tapone el drenaje (8)

Las bancadas se rellenan de un agregado inerte generalmente grava con un tamantildeo superior a los 3 mm de diaacutemetro para facilitar la circulacioacuten de la solucioacuten Dichas bancadas se inundan perioacutedicamente con la solucioacuten nutritiva y posteriormente se dejan drenar recogieacutendose la solucioacuten sobrante en un depoacutesito Dependiendo de coacutemo se haga circular dicha solucioacuten se pueden distinguir diferentes sistemas de cultivo por subirrigacioacuten En la figura 1 se representa un sistema de alimentacioacuten directa en el que la solucioacuten se bombea desde el depoacutesito de recogida a traveacutes del sistema de drenaje hasta alcanzar el nivel adecuado momento en el cual la bomba se desconecta y la solucioacuten drena de nuevo al depoacutesito (8)

Figura 1 Cultivo en grava subirrigado con alimentacioacuten directa (8)

Cuando la bancada es muy larga se puede utilizar un sistema de alimentacioacuten por gravedad como el que se representa en la figura 2 en el que la solucioacuten se bombea desde el depoacutesito de recogida del lixiviado hasta otro situado en cabeza en el extremo opuesto Desde aquiacute vuelve a las bancadas por gravedad (8)

Figura 2 Cultivo en grava subirrigado con alimentacioacuten por gravedad (8) Un inconveniente importante del sistema de cultivo por subirrigacioacuten es el elevado coste de las

4

bancadas Ademaacutes implica la presencia de estructuras permanentes en el invernadero en el caso de que se fabriquen in situ

32 CULTIVO EN SUSTRATOS DE BAJA CAPACIDAD DE RETENCIOacuteN DE AGUA CON APORTE EN SUPERFICIE DE LA SOLUCIOacuteN NUTRITIVA

Consiste en el empleo de un sustrato de granulometriacutea gruesa tal como grava arlita perlita A-13 etc de forma que el gran tamantildeo de sus poros suponga una baja relacioacuten superficievolumen y que el equilibrio tensioacuten superficialfuerzas gravitacionales se establezca cuando dichos poros contengan un bajo volumen de agua formando una peliacutecula de espesor fino

Este bajo poder de retencioacuten implica la necesidad de establecer una alta frecuencia de riegos para evitar la desecacioacuten excesiva del sustrato y el deacuteficit hiacutedrico del cultivo Con el fin de facilitar el manejo del sistema y simplificar la instalacioacuten resulta uacutetil dar riegos ciacuteclicos dejando cortos periodos de pausa entre ellos para favorecer la aireacioacuten de la rizosfera Esto puede conseguirse manteniendo arrancada de forma continua la bomba de riego y dividiendo la zona de cultivo en dos sectores gobernados por sendas electrovaacutelvulas que abren y cierran alternativamente de forma que cuando uno de ellos estaacute regando el otro se encuentra parado y viceversa de esta forma evitamos que la bomba tenga que arrancar un nuacutemero elevado de veces a lo largo del diacutea lo cual incrementa su desgaste y el consumo de energiacutea

El gran volumen de solucioacuten nutritiva aportada con respecto a las necesidades de absorcioacuten del cultivo conlleva la existencia de un alto porcentaje de lixiviacioacuten de tal forma que el sistema puede ser manejado desde el punto de vista de la fertirrigacioacuten como un sistema hidropoacutenico puro y el cabezal de riego puede ser el mismo

El sustrato puede disponerse en contenedores de distinto tipo como por ejemplo canalones o macetas En cualquier caso hay que asegurar una adecuada evacuacioacuten del lixiviado con el fin de evitar problemas de encharcamiento impidiendo que se acumule la solucioacuten en la parte inferior del sustrato Si se emplean canalones impermeables de gran longitud seraacute necesario colocar una tuberiacutea de drenaje en el fondo para conseguir ese objetivo Igualmente resulta imprescindible llevar a cabo la recogida de la solucioacuten sobrante mediante el propio canaloacuten de cultivo u otro auxiliar con el fin de proceder a su recirculacioacuten ya que de lo contrario el gasto de agua y nutrientes seriacutea excesivamente elevado

33 CULTIVO EN SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO Son los maacutes extendidos desde un punto de vista comercial por lo que nos centraremos en ellos de ahora en adelante El tipo de sustrato empleado puede ser muy variado pero en general se busca que presente una alta capacidad de retencioacuten de agua sin que ello limite la aireacioacuten de la raiacutez con el fin de poder reducir el nuacutemero de riegos y facilitar asiacute el manejo del sistema Del mismo modo resulta importante que presente una estructura estable y una baja velocidad de descomposicioacuten para que su vida uacutetil sea la mayor posible Inicialmente se empezaron a utilizar bancadas rellenas de arena Despueacutes se ha tendido hacia el empleo de materiales maacutes estandarizados como la lana de roca y la perlita dispuestos en sacos de plaacutestico los cuales resultan maacutes econoacutemicos y faacuteciles de manejar 331 Cultivo en bancadas de arena Estas bancadas se suelen construir in situ a base de cemento recubierto con pintura epoacutexica para protegerlo de la solucioacuten nutritiva aacutecida aunque tambieacuten se puede emplear fibra de vidrio laacuteminas de asbesto u otros materiales Asimismo se utilizan laacuteminas de polietileno o PVC para disminuir los costes fijadas en los lados con bloques de cemento o madera e incluso se llegan a excavar zanjas en el suelo que se recubren con plaacutestico y se rellenan de sustrato Esto uacuteltimo

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resulta barato pero tiene el inconveniente de que es difiacutecil localizar y reparar las roturas y existe el riesgo de que las enfermedades del suelo se extiendan por todo el medio (8) Otra posibilidad es el empleo de canalones de polipropileno u otro material similar rellenos de sustrato Tradicionalmente se ha empleado en este sistema la arena como sustrato la cual debe presentar una granulometriacutea comprendida entre 1 y 3 mm para conseguir una adecuada relacioacuten aguaaire que permita un oacuteptimo desarrollo de las raiacuteces del cultivo Es importante evitar la presencia en ella de materiales finos tales como limos y arcillas los cuales tienden a acumularse en el fondo de las bancadas provocando el encharcamiento y la falta de aireacioacuten de las raiacuteces Aparte de la arena tambieacuten resulta factible emplear otros materiales como por ejemplo perlita turba fibra de coco etc aunque su vida uacutetil es inferior

Figura 3 Sistema de bancadas de arena con drenaje lateral (8) En las figuras 3 y 4 se representan distintos tipos de bancadas para cultivo en arena En general se construyen con una ligera pendiente hacia uno de los extremos que oscila entre el 04 y el 08 debiendo ser mayor cuanto maacutes ancha sea la bancada En cuanto a la profundidad eacutesta variacutea en funcioacuten del tipo de sustrato empleado pero se considera un miacutenimo de 25 a 35 cm (8)

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Figura 4 Sistema de bancadas de arena con drenaje central (8)

La solucioacuten nutritiva se aplica sobre la superficie del sustrato mediante tuberiacuteas con emisores dispuestas a tal fin En lo que se refiere a la evacuacioacuten del lixiviado eacuteste puede realizarse lateralmente a traveacutes de orificios de drenaje regularmente distribuidos a lo largo de la bancada o bien mediante una tuberiacutea de plaacutestico situada en el fondo y perforada a intervalos para permitir la entrada de dicho lixiviado Un inconveniente importante de este sistema de cultivo aparte del elevado coste de ejecucioacuten de las bancadas tradicionales y su escasa maniobrabilidad es la necesidad de realizar desinfecciones perioacutedicas de la arena (generalmente anuales) con formaldehiacutedo o hipoclorito soacutedico para evitar enfermedades de suelo y ataques de nematodos Una modificacioacuten especial del sistema de bancadas de arena es el cultivo en arena en toda la superficie del invernadero en el cual una vez laboreado y nivelado el terreno con un 02-03 de pendiente se coloca sobre eacutel una doble capa de plaacutestico para evitar que las raiacuteces se anclen en el suelo Encima se disponen las tuberiacuteas de drenaje a favor de la pendiente y a continuacioacuten se esparce arena no excesivamente fina por toda la superficie En zonas deseacuterticas donde existen dunas de arena se pueden aprovechar eacutestas para llevar a cabo el cultivo Si tienen maacutes de 1 m de profundidad se pueden emplear directamente pero en caso contrario habraacute que realizar una

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preparacioacuten similar al caso anterior a base de laacuteminas de plaacutestico y tuberiacuteas de drenaje para evitar la presencia de un exceso de humedad en las raiacuteces (8) Este sistema puede presentar el problema de ataques importantes de nematodos debido a su posible presencia en la arena utilizada para el cultivo 332 Cultivo en sacos rellenos de sustrato Debido a los inconvenientes que presentan los sistemas de cultivo en bancadas en las uacuteltimas deacutecadas la tendencia maacutes generalizada ha sido el empleo de sustratos embolsados en sacos de plaacutestico con un volumen y dimensiones variables en funcioacuten del tipo de material empleado para el desarrollo del cultivo A veces dichos sacos se cuelgan verticalmente disponieacutendose las plantas en agujeros laterales realizados en los mismos pero lo normal es que se coloquen horizontalmente sobre el suelo especialmente en cultivos hortiacutecolas de porte alto Dado que cada una de estas unidades se utiliza para unas pocas plantas resulta maacutes sencillo controlar los ataques de enfermedades de raiacutez y asimismo es maacutes faacutecil manejar y reponer el sustrato Otra ventaja es que el contenedor al ser de material plaacutestico resulta barato y ligero ofreciendo al mismo tiempo unas buenas condiciones de opacidad Por contra la principal desventaja es que se requiere una mayor uniformidad de riego al estar la raiacutez confinada en una unidad de cultivo de pequentildeo volumen Los sustratos empleados en los cultivos en sacos los podemos dividir en tres grupos seguacuten sean orgaacutenicos minerales o sinteacuteticos Dentro de los primeros tenemos materiales tales como la turba la fibra de coco las cortezas de aacuterboles el serriacuten etc mientras que dentro de los segundos hay que distinguir entre los de origen natural como la arena o las rocas volcaacutenicas y los de transformacioacuten industrial como la lana de roca la perlita etc Finalmente en el tercer grupo existe alguacuten ejemplo como el foam En Almeriacutea los maacutes empleados actualmente son la perlita y la lana de roca mientras que los orgaacutenicos encabezados por la fibra de coco se encuentran muy por detraacutes de los primeros En Murcia es la arena el que predomina aunque se emplea en forma de largos sacos denominados comuacutenmente ldquosalchichasrdquo Tienen unos 25 m de longitud 04 m de anchura y 025 m de altura y se colocan sobre el suelo por lo que se trata de un sistema intermedio entre las bancadas y el cultivo en sacos La granulometriacutea que se suele emplear es la misma que en los sistemas en bancadas Previo a la plantacioacuten el sustrato contenido en los sacos de cultivo debe ser hidratado adecuadamente con el fin de partir con un medio huacutemedo que no ofrezca problemas al desarrollo inicial del cultivo ya que posteriormente no podraacute ser saturado Esto resulta especialmente importante en ciertos sustratos como la lana de roca en la que una mala humectacioacuten inicial impide que el medio pueda alcanzar su maacutexima capacidad de retencioacuten de agua debido a su escasa capilaridad lo que puede originar problemas de estreacutes hiacutedrico durante el cultivo y un inadecuado desarrollo radicular La saturacioacuten del sustrato debe llevarse a cabo antes de abrir en los sacos los orificios de salida del lixiviado Previamente se habraacuten realizado en la parte superior los agujeros en los que se situaraacuten las plantas los cuales tambieacuten sirven para anclar los emisores de riego Una vez colocados eacutestos se puede empezar a humectar el medio El riego se mantiene hasta llenar completamente los sacos con solucioacuten nutritiva y posteriormente se deja el sustrato en saturacioacuten durante un par de diacuteas para que alcance un buen nivel de humedad Transcurrido ese tiempo se estaacute en disposicioacuten de abrir el agujero de salida del lixiviado Puede ser conveniente no realizarlo inicialmente en la parte maacutes baja con el fin de dejar una reserva de agua en el fondo que favorezca el enraizamiento del cultivo No obstante una vez conseguido dicho enraizamiento es aconsejable eliminar la reserva haciendo otro agujero maacutes bajo para evitar problemas de encharcamiento A veces cuando el tipo de sustrato lo permite se puede llevar a cabo la plantacioacuten antes incluso de realizar el orificio con el propoacutesito de ganar tiempo si las plantas del semillero se encuentran en un estado adecuado para el trasplante Aunque como se comentoacute anteriormente una de las ventajas que presentan los sacos de cultivo es su facilidad de renovacioacuten el agricultor suele conservarlos durante varios antildeos con el fin de reducir costes En este caso resulta conveniente mantener el nivel de humedad del sustrato

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durante la eacutepoca en la que no hay cultivo para evitar una excesiva acumulacioacuten de sales y no tener que volverlo a saturar antes de la siguiente plantacioacuten Para ello es suficiente dar un par de riegos a la semana de unos 15 litros por saco de cultivo durante la eacutepoca de verano Por otro lado previo a la plantacioacuten se debe realizar una desinfeccioacuten del sustrato con el fin de evitar o al menos reducir los problemas de patoacutegenos radiculares durante el siguiente cultivo Para ello se estaacute utilizando en muchos casos metam sodio a una dosis de 100 litros por hectaacuterea repartida en tres riegos de unos 20-25 minutos que se dan en el mismo diacutea El tratamiento se debe realizar 25 diacuteas antes de la plantacioacuten y tras eacutel se debe dar un riego diario (de unos 15 litros por saco) con el fin de evitar posibles fitotoxicidades 333 Otros sistemas de cultivo Aunque resultan mucho menos frecuentes que los sacos de cultivo de polietileno existen otros tipos de contenedores disentildeados para albergar diferentes clases de sustratos Uno de ellos es un contenedor troncopiramidal de poliestireno con un volumen de 25 a 27 litros seguacuten modelos y una altura de 30 cm que estaacute teniendo una cierta aplicacioacuten en los cultivos sin suelo en Almeriacutea Inicialmente fue disentildeado para albergar dos granulometriacuteas de perlita estratificadas una maacutes fina (AElig lt 15 mm) en la parte superior y otra maacutes gruesa (AElig 15-5 mm) en la inferior Se trataba con ello de conseguir un perfil de humedad lo maacutes homogeacuteneo posible que fuera bien colonizado por las raiacuteces del cultivo y sin problemas en cuanto a exceso de retencioacuten de agua Junto a estas caracteriacutesticas el contenedor de poliestireno ofrece una mayor inercia teacutermica que el saco de polietileno lo que permite evitar cambios bruscos en la temperatura del sustrato En la actualidad este tipo de contenedor estaacute siendo empleado conjuntamente con la fibra de coco como sustrato debido a sus buenos resultados Otros tipos de contenedores que han sido utilizados en los cultivos sin suelo son las macetas de polietileno u otro material plaacutestico rellenas de turba fibra de coco etc pero han resultado maacutes interesantes en cultivos de planta ornamental Finalmente un sistema que alcanzoacute bastante intereacutes en Almeriacutea en los antildeos 80 y que fue desarrollado por la empresa Quash SA es el denominado SHQ (Sistema Hidropoacutenico Quash) En eacuteste las unidades de cultivo serviacutean para el desarrollo de 2 a 4 plantas y estaban formadas por una bandeja de plaacutestico de 8 cm de altura y 16 litros de capacidad que actuaba como una reserva de solucioacuten nutritiva En el interior se disponiacutean dos ladrillos ceraacutemicos de 10 cm de altura y sobre ellos y en contacto con la solucioacuten un velo higroscoacutepico humedecido por eacutesta Finalmente en la parte superior se colocaba un trozo de lana de roca de 15 x 50 x 3 cm que serviacutea para las primeras etapas de desarrollo de las raiacuteces del cultivo y para el sosteacuten del taco de lana de roca procedente del semillero El conjunto se tapaba con un trozo de polietileno para evitar la incidencia de luz sobre las raiacuteces las cuales colonizaban tanto la lana de roca como el velo huacutemedo Se trataba de un sistema abierto ya que el exceso de solucioacuten nutritiva se desbordaba de la bandeja hacia el suelo en forma de lixiviado En su momento de mayor auge se llegaron a cultivar maacutes de cien hectaacutereas con este sistema pero tras el cierre de la empresa que lo desarrolloacute se dejoacute de utilizar

334 Sistemas cerrados con reutilizacioacuten del lixiviado El cultivo convencional en sustratos ya sea en bancadas en sacos u otro tipo de contenedor fue concebido originalmente para un manejo a solucioacuten perdida al contrario que otros sistemas como los hidropoacutenicos o los de subirrigacioacuten que se disentildearon como sistemas cerrados por sus caracteriacutesticas intriacutensecas Sin embargo debido a la preocupacioacuten cada vez mayor de la Sociedad por el deterioro del medioambiente y como consecuencia de ello a la presioacuten que se estaacute ejerciendo sobre las distintas actividades humanas contaminantes entre ellas la agriacutecola

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dichos sistemas abiertos estaacuten siendo adaptados a las nuevas exigencias permitiendo asiacute la recogida y acumulacioacuten de los lixiviados para emplearlos posteriormente en la formulacioacuten de nueva solucioacuten nutritiva A los sistemas cerrados asiacute obtenidos se les suele llamar sistemas con reutilizacioacuten del lixiviado Los sistemas a solucioacuten perdida conllevan la eliminacioacuten al medio de importantes voluacutemenes de lixiviados con un elevado poder contaminante especialmente debido a la presencia de nitratos Dado que esto es evitado en gran medida mediante los sistemas de cultivo sin suelo cerrados su empleo permite obtener un ahorro notable de agua y auacuten mayor de fertilizantes lo que se une a una reduccioacuten casi total de la contaminacioacuten ambiental De hecho diversos resultados experimentales indican que mediante estos sistemas es posible conseguir una disminucioacuten del gasto de agua de un 20 a un 30 (7 11 14) y un ahorro de fertilizantes entre el 25 y el 45 (6 7 9 11 12 13) Para poder reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato es necesario realizar una inversioacuten adicional con el fin de incorporar canalones y tuberiacuteas de recogida del drenaje depoacutesitos de acumulacioacuten y un sistema de mezcla del lixiviado con el agua exterior Todo ello puede ser compensado con el ahorro de agua y fertilizantes obtenido pero la necesidad adicional de incorporar un equipo de desinfeccioacuten del drenaje para evitar la expansioacuten de alguacuten posible patoacutegeno radicular desde un foco inicial a todo el cultivo a traveacutes de la solucioacuten nutritiva encarece auacuten maacutes dicha inversioacuten e impide rentabilizar el sistema (7) Por tanto el intereacutes de esta teacutecnica de reuacuteso no es econoacutemico sino ambiental En la figura 5 se muestra el esquema de una instalacioacuten para reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato La unidad de cultivo es la misma que la de un sistema a solucioacuten perdida y la diferencia se encuentra en los elementos auxiliares extra de recogida desinfeccioacuten almacenamiento y mezcla del drenaje que como se ha comentado anteriormente es necesario incorporar en el sistema cerrado

Figura 5 Esquema de un sistema de cultivo sin suelo con reutilizacioacuten del lixiviado

A la salida del equipo de desinfeccioacuten el drenaje es conducido a un depoacutesito de acumulacioacuten final donde se almacena hasta el momento de volver a ser empleado en mezcla con agua de aporte exterior Dado que la composicioacuten del drenaje variacutea a lo largo del diacutea debido a la diferente evolucioacuten de la absorcioacuten de agua con respecto a la de nutrientes llevada a cabo por la planta en ese periodo resulta conveniente que el tanque presente al menos un volumen suficiente como para almacenar el drenaje de un diacutea con el fin de conseguir una composicioacuten media y amortiguar esas oscilaciones

En lo que se refiere a la mezcla del drenaje para llevar a cabo su posterior reuacuteso eacutesta puede realizarse directamente con agua exterior y antildeadir a continuacioacuten los fertilizantes

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suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

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18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 4: Sistemas de Cultivo en Sustrato

conduccioacuten porosa situada en el centro de la bancada que debe cubrirse con un agregado grueso para evitar que el sustrato tapone el drenaje (8)

Las bancadas se rellenan de un agregado inerte generalmente grava con un tamantildeo superior a los 3 mm de diaacutemetro para facilitar la circulacioacuten de la solucioacuten Dichas bancadas se inundan perioacutedicamente con la solucioacuten nutritiva y posteriormente se dejan drenar recogieacutendose la solucioacuten sobrante en un depoacutesito Dependiendo de coacutemo se haga circular dicha solucioacuten se pueden distinguir diferentes sistemas de cultivo por subirrigacioacuten En la figura 1 se representa un sistema de alimentacioacuten directa en el que la solucioacuten se bombea desde el depoacutesito de recogida a traveacutes del sistema de drenaje hasta alcanzar el nivel adecuado momento en el cual la bomba se desconecta y la solucioacuten drena de nuevo al depoacutesito (8)

Figura 1 Cultivo en grava subirrigado con alimentacioacuten directa (8)

Cuando la bancada es muy larga se puede utilizar un sistema de alimentacioacuten por gravedad como el que se representa en la figura 2 en el que la solucioacuten se bombea desde el depoacutesito de recogida del lixiviado hasta otro situado en cabeza en el extremo opuesto Desde aquiacute vuelve a las bancadas por gravedad (8)

Figura 2 Cultivo en grava subirrigado con alimentacioacuten por gravedad (8) Un inconveniente importante del sistema de cultivo por subirrigacioacuten es el elevado coste de las

4

bancadas Ademaacutes implica la presencia de estructuras permanentes en el invernadero en el caso de que se fabriquen in situ

32 CULTIVO EN SUSTRATOS DE BAJA CAPACIDAD DE RETENCIOacuteN DE AGUA CON APORTE EN SUPERFICIE DE LA SOLUCIOacuteN NUTRITIVA

Consiste en el empleo de un sustrato de granulometriacutea gruesa tal como grava arlita perlita A-13 etc de forma que el gran tamantildeo de sus poros suponga una baja relacioacuten superficievolumen y que el equilibrio tensioacuten superficialfuerzas gravitacionales se establezca cuando dichos poros contengan un bajo volumen de agua formando una peliacutecula de espesor fino

Este bajo poder de retencioacuten implica la necesidad de establecer una alta frecuencia de riegos para evitar la desecacioacuten excesiva del sustrato y el deacuteficit hiacutedrico del cultivo Con el fin de facilitar el manejo del sistema y simplificar la instalacioacuten resulta uacutetil dar riegos ciacuteclicos dejando cortos periodos de pausa entre ellos para favorecer la aireacioacuten de la rizosfera Esto puede conseguirse manteniendo arrancada de forma continua la bomba de riego y dividiendo la zona de cultivo en dos sectores gobernados por sendas electrovaacutelvulas que abren y cierran alternativamente de forma que cuando uno de ellos estaacute regando el otro se encuentra parado y viceversa de esta forma evitamos que la bomba tenga que arrancar un nuacutemero elevado de veces a lo largo del diacutea lo cual incrementa su desgaste y el consumo de energiacutea

El gran volumen de solucioacuten nutritiva aportada con respecto a las necesidades de absorcioacuten del cultivo conlleva la existencia de un alto porcentaje de lixiviacioacuten de tal forma que el sistema puede ser manejado desde el punto de vista de la fertirrigacioacuten como un sistema hidropoacutenico puro y el cabezal de riego puede ser el mismo

El sustrato puede disponerse en contenedores de distinto tipo como por ejemplo canalones o macetas En cualquier caso hay que asegurar una adecuada evacuacioacuten del lixiviado con el fin de evitar problemas de encharcamiento impidiendo que se acumule la solucioacuten en la parte inferior del sustrato Si se emplean canalones impermeables de gran longitud seraacute necesario colocar una tuberiacutea de drenaje en el fondo para conseguir ese objetivo Igualmente resulta imprescindible llevar a cabo la recogida de la solucioacuten sobrante mediante el propio canaloacuten de cultivo u otro auxiliar con el fin de proceder a su recirculacioacuten ya que de lo contrario el gasto de agua y nutrientes seriacutea excesivamente elevado

33 CULTIVO EN SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO Son los maacutes extendidos desde un punto de vista comercial por lo que nos centraremos en ellos de ahora en adelante El tipo de sustrato empleado puede ser muy variado pero en general se busca que presente una alta capacidad de retencioacuten de agua sin que ello limite la aireacioacuten de la raiacutez con el fin de poder reducir el nuacutemero de riegos y facilitar asiacute el manejo del sistema Del mismo modo resulta importante que presente una estructura estable y una baja velocidad de descomposicioacuten para que su vida uacutetil sea la mayor posible Inicialmente se empezaron a utilizar bancadas rellenas de arena Despueacutes se ha tendido hacia el empleo de materiales maacutes estandarizados como la lana de roca y la perlita dispuestos en sacos de plaacutestico los cuales resultan maacutes econoacutemicos y faacuteciles de manejar 331 Cultivo en bancadas de arena Estas bancadas se suelen construir in situ a base de cemento recubierto con pintura epoacutexica para protegerlo de la solucioacuten nutritiva aacutecida aunque tambieacuten se puede emplear fibra de vidrio laacuteminas de asbesto u otros materiales Asimismo se utilizan laacuteminas de polietileno o PVC para disminuir los costes fijadas en los lados con bloques de cemento o madera e incluso se llegan a excavar zanjas en el suelo que se recubren con plaacutestico y se rellenan de sustrato Esto uacuteltimo

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resulta barato pero tiene el inconveniente de que es difiacutecil localizar y reparar las roturas y existe el riesgo de que las enfermedades del suelo se extiendan por todo el medio (8) Otra posibilidad es el empleo de canalones de polipropileno u otro material similar rellenos de sustrato Tradicionalmente se ha empleado en este sistema la arena como sustrato la cual debe presentar una granulometriacutea comprendida entre 1 y 3 mm para conseguir una adecuada relacioacuten aguaaire que permita un oacuteptimo desarrollo de las raiacuteces del cultivo Es importante evitar la presencia en ella de materiales finos tales como limos y arcillas los cuales tienden a acumularse en el fondo de las bancadas provocando el encharcamiento y la falta de aireacioacuten de las raiacuteces Aparte de la arena tambieacuten resulta factible emplear otros materiales como por ejemplo perlita turba fibra de coco etc aunque su vida uacutetil es inferior

Figura 3 Sistema de bancadas de arena con drenaje lateral (8) En las figuras 3 y 4 se representan distintos tipos de bancadas para cultivo en arena En general se construyen con una ligera pendiente hacia uno de los extremos que oscila entre el 04 y el 08 debiendo ser mayor cuanto maacutes ancha sea la bancada En cuanto a la profundidad eacutesta variacutea en funcioacuten del tipo de sustrato empleado pero se considera un miacutenimo de 25 a 35 cm (8)

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Figura 4 Sistema de bancadas de arena con drenaje central (8)

La solucioacuten nutritiva se aplica sobre la superficie del sustrato mediante tuberiacuteas con emisores dispuestas a tal fin En lo que se refiere a la evacuacioacuten del lixiviado eacuteste puede realizarse lateralmente a traveacutes de orificios de drenaje regularmente distribuidos a lo largo de la bancada o bien mediante una tuberiacutea de plaacutestico situada en el fondo y perforada a intervalos para permitir la entrada de dicho lixiviado Un inconveniente importante de este sistema de cultivo aparte del elevado coste de ejecucioacuten de las bancadas tradicionales y su escasa maniobrabilidad es la necesidad de realizar desinfecciones perioacutedicas de la arena (generalmente anuales) con formaldehiacutedo o hipoclorito soacutedico para evitar enfermedades de suelo y ataques de nematodos Una modificacioacuten especial del sistema de bancadas de arena es el cultivo en arena en toda la superficie del invernadero en el cual una vez laboreado y nivelado el terreno con un 02-03 de pendiente se coloca sobre eacutel una doble capa de plaacutestico para evitar que las raiacuteces se anclen en el suelo Encima se disponen las tuberiacuteas de drenaje a favor de la pendiente y a continuacioacuten se esparce arena no excesivamente fina por toda la superficie En zonas deseacuterticas donde existen dunas de arena se pueden aprovechar eacutestas para llevar a cabo el cultivo Si tienen maacutes de 1 m de profundidad se pueden emplear directamente pero en caso contrario habraacute que realizar una

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preparacioacuten similar al caso anterior a base de laacuteminas de plaacutestico y tuberiacuteas de drenaje para evitar la presencia de un exceso de humedad en las raiacuteces (8) Este sistema puede presentar el problema de ataques importantes de nematodos debido a su posible presencia en la arena utilizada para el cultivo 332 Cultivo en sacos rellenos de sustrato Debido a los inconvenientes que presentan los sistemas de cultivo en bancadas en las uacuteltimas deacutecadas la tendencia maacutes generalizada ha sido el empleo de sustratos embolsados en sacos de plaacutestico con un volumen y dimensiones variables en funcioacuten del tipo de material empleado para el desarrollo del cultivo A veces dichos sacos se cuelgan verticalmente disponieacutendose las plantas en agujeros laterales realizados en los mismos pero lo normal es que se coloquen horizontalmente sobre el suelo especialmente en cultivos hortiacutecolas de porte alto Dado que cada una de estas unidades se utiliza para unas pocas plantas resulta maacutes sencillo controlar los ataques de enfermedades de raiacutez y asimismo es maacutes faacutecil manejar y reponer el sustrato Otra ventaja es que el contenedor al ser de material plaacutestico resulta barato y ligero ofreciendo al mismo tiempo unas buenas condiciones de opacidad Por contra la principal desventaja es que se requiere una mayor uniformidad de riego al estar la raiacutez confinada en una unidad de cultivo de pequentildeo volumen Los sustratos empleados en los cultivos en sacos los podemos dividir en tres grupos seguacuten sean orgaacutenicos minerales o sinteacuteticos Dentro de los primeros tenemos materiales tales como la turba la fibra de coco las cortezas de aacuterboles el serriacuten etc mientras que dentro de los segundos hay que distinguir entre los de origen natural como la arena o las rocas volcaacutenicas y los de transformacioacuten industrial como la lana de roca la perlita etc Finalmente en el tercer grupo existe alguacuten ejemplo como el foam En Almeriacutea los maacutes empleados actualmente son la perlita y la lana de roca mientras que los orgaacutenicos encabezados por la fibra de coco se encuentran muy por detraacutes de los primeros En Murcia es la arena el que predomina aunque se emplea en forma de largos sacos denominados comuacutenmente ldquosalchichasrdquo Tienen unos 25 m de longitud 04 m de anchura y 025 m de altura y se colocan sobre el suelo por lo que se trata de un sistema intermedio entre las bancadas y el cultivo en sacos La granulometriacutea que se suele emplear es la misma que en los sistemas en bancadas Previo a la plantacioacuten el sustrato contenido en los sacos de cultivo debe ser hidratado adecuadamente con el fin de partir con un medio huacutemedo que no ofrezca problemas al desarrollo inicial del cultivo ya que posteriormente no podraacute ser saturado Esto resulta especialmente importante en ciertos sustratos como la lana de roca en la que una mala humectacioacuten inicial impide que el medio pueda alcanzar su maacutexima capacidad de retencioacuten de agua debido a su escasa capilaridad lo que puede originar problemas de estreacutes hiacutedrico durante el cultivo y un inadecuado desarrollo radicular La saturacioacuten del sustrato debe llevarse a cabo antes de abrir en los sacos los orificios de salida del lixiviado Previamente se habraacuten realizado en la parte superior los agujeros en los que se situaraacuten las plantas los cuales tambieacuten sirven para anclar los emisores de riego Una vez colocados eacutestos se puede empezar a humectar el medio El riego se mantiene hasta llenar completamente los sacos con solucioacuten nutritiva y posteriormente se deja el sustrato en saturacioacuten durante un par de diacuteas para que alcance un buen nivel de humedad Transcurrido ese tiempo se estaacute en disposicioacuten de abrir el agujero de salida del lixiviado Puede ser conveniente no realizarlo inicialmente en la parte maacutes baja con el fin de dejar una reserva de agua en el fondo que favorezca el enraizamiento del cultivo No obstante una vez conseguido dicho enraizamiento es aconsejable eliminar la reserva haciendo otro agujero maacutes bajo para evitar problemas de encharcamiento A veces cuando el tipo de sustrato lo permite se puede llevar a cabo la plantacioacuten antes incluso de realizar el orificio con el propoacutesito de ganar tiempo si las plantas del semillero se encuentran en un estado adecuado para el trasplante Aunque como se comentoacute anteriormente una de las ventajas que presentan los sacos de cultivo es su facilidad de renovacioacuten el agricultor suele conservarlos durante varios antildeos con el fin de reducir costes En este caso resulta conveniente mantener el nivel de humedad del sustrato

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durante la eacutepoca en la que no hay cultivo para evitar una excesiva acumulacioacuten de sales y no tener que volverlo a saturar antes de la siguiente plantacioacuten Para ello es suficiente dar un par de riegos a la semana de unos 15 litros por saco de cultivo durante la eacutepoca de verano Por otro lado previo a la plantacioacuten se debe realizar una desinfeccioacuten del sustrato con el fin de evitar o al menos reducir los problemas de patoacutegenos radiculares durante el siguiente cultivo Para ello se estaacute utilizando en muchos casos metam sodio a una dosis de 100 litros por hectaacuterea repartida en tres riegos de unos 20-25 minutos que se dan en el mismo diacutea El tratamiento se debe realizar 25 diacuteas antes de la plantacioacuten y tras eacutel se debe dar un riego diario (de unos 15 litros por saco) con el fin de evitar posibles fitotoxicidades 333 Otros sistemas de cultivo Aunque resultan mucho menos frecuentes que los sacos de cultivo de polietileno existen otros tipos de contenedores disentildeados para albergar diferentes clases de sustratos Uno de ellos es un contenedor troncopiramidal de poliestireno con un volumen de 25 a 27 litros seguacuten modelos y una altura de 30 cm que estaacute teniendo una cierta aplicacioacuten en los cultivos sin suelo en Almeriacutea Inicialmente fue disentildeado para albergar dos granulometriacuteas de perlita estratificadas una maacutes fina (AElig lt 15 mm) en la parte superior y otra maacutes gruesa (AElig 15-5 mm) en la inferior Se trataba con ello de conseguir un perfil de humedad lo maacutes homogeacuteneo posible que fuera bien colonizado por las raiacuteces del cultivo y sin problemas en cuanto a exceso de retencioacuten de agua Junto a estas caracteriacutesticas el contenedor de poliestireno ofrece una mayor inercia teacutermica que el saco de polietileno lo que permite evitar cambios bruscos en la temperatura del sustrato En la actualidad este tipo de contenedor estaacute siendo empleado conjuntamente con la fibra de coco como sustrato debido a sus buenos resultados Otros tipos de contenedores que han sido utilizados en los cultivos sin suelo son las macetas de polietileno u otro material plaacutestico rellenas de turba fibra de coco etc pero han resultado maacutes interesantes en cultivos de planta ornamental Finalmente un sistema que alcanzoacute bastante intereacutes en Almeriacutea en los antildeos 80 y que fue desarrollado por la empresa Quash SA es el denominado SHQ (Sistema Hidropoacutenico Quash) En eacuteste las unidades de cultivo serviacutean para el desarrollo de 2 a 4 plantas y estaban formadas por una bandeja de plaacutestico de 8 cm de altura y 16 litros de capacidad que actuaba como una reserva de solucioacuten nutritiva En el interior se disponiacutean dos ladrillos ceraacutemicos de 10 cm de altura y sobre ellos y en contacto con la solucioacuten un velo higroscoacutepico humedecido por eacutesta Finalmente en la parte superior se colocaba un trozo de lana de roca de 15 x 50 x 3 cm que serviacutea para las primeras etapas de desarrollo de las raiacuteces del cultivo y para el sosteacuten del taco de lana de roca procedente del semillero El conjunto se tapaba con un trozo de polietileno para evitar la incidencia de luz sobre las raiacuteces las cuales colonizaban tanto la lana de roca como el velo huacutemedo Se trataba de un sistema abierto ya que el exceso de solucioacuten nutritiva se desbordaba de la bandeja hacia el suelo en forma de lixiviado En su momento de mayor auge se llegaron a cultivar maacutes de cien hectaacutereas con este sistema pero tras el cierre de la empresa que lo desarrolloacute se dejoacute de utilizar

334 Sistemas cerrados con reutilizacioacuten del lixiviado El cultivo convencional en sustratos ya sea en bancadas en sacos u otro tipo de contenedor fue concebido originalmente para un manejo a solucioacuten perdida al contrario que otros sistemas como los hidropoacutenicos o los de subirrigacioacuten que se disentildearon como sistemas cerrados por sus caracteriacutesticas intriacutensecas Sin embargo debido a la preocupacioacuten cada vez mayor de la Sociedad por el deterioro del medioambiente y como consecuencia de ello a la presioacuten que se estaacute ejerciendo sobre las distintas actividades humanas contaminantes entre ellas la agriacutecola

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dichos sistemas abiertos estaacuten siendo adaptados a las nuevas exigencias permitiendo asiacute la recogida y acumulacioacuten de los lixiviados para emplearlos posteriormente en la formulacioacuten de nueva solucioacuten nutritiva A los sistemas cerrados asiacute obtenidos se les suele llamar sistemas con reutilizacioacuten del lixiviado Los sistemas a solucioacuten perdida conllevan la eliminacioacuten al medio de importantes voluacutemenes de lixiviados con un elevado poder contaminante especialmente debido a la presencia de nitratos Dado que esto es evitado en gran medida mediante los sistemas de cultivo sin suelo cerrados su empleo permite obtener un ahorro notable de agua y auacuten mayor de fertilizantes lo que se une a una reduccioacuten casi total de la contaminacioacuten ambiental De hecho diversos resultados experimentales indican que mediante estos sistemas es posible conseguir una disminucioacuten del gasto de agua de un 20 a un 30 (7 11 14) y un ahorro de fertilizantes entre el 25 y el 45 (6 7 9 11 12 13) Para poder reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato es necesario realizar una inversioacuten adicional con el fin de incorporar canalones y tuberiacuteas de recogida del drenaje depoacutesitos de acumulacioacuten y un sistema de mezcla del lixiviado con el agua exterior Todo ello puede ser compensado con el ahorro de agua y fertilizantes obtenido pero la necesidad adicional de incorporar un equipo de desinfeccioacuten del drenaje para evitar la expansioacuten de alguacuten posible patoacutegeno radicular desde un foco inicial a todo el cultivo a traveacutes de la solucioacuten nutritiva encarece auacuten maacutes dicha inversioacuten e impide rentabilizar el sistema (7) Por tanto el intereacutes de esta teacutecnica de reuacuteso no es econoacutemico sino ambiental En la figura 5 se muestra el esquema de una instalacioacuten para reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato La unidad de cultivo es la misma que la de un sistema a solucioacuten perdida y la diferencia se encuentra en los elementos auxiliares extra de recogida desinfeccioacuten almacenamiento y mezcla del drenaje que como se ha comentado anteriormente es necesario incorporar en el sistema cerrado

Figura 5 Esquema de un sistema de cultivo sin suelo con reutilizacioacuten del lixiviado

A la salida del equipo de desinfeccioacuten el drenaje es conducido a un depoacutesito de acumulacioacuten final donde se almacena hasta el momento de volver a ser empleado en mezcla con agua de aporte exterior Dado que la composicioacuten del drenaje variacutea a lo largo del diacutea debido a la diferente evolucioacuten de la absorcioacuten de agua con respecto a la de nutrientes llevada a cabo por la planta en ese periodo resulta conveniente que el tanque presente al menos un volumen suficiente como para almacenar el drenaje de un diacutea con el fin de conseguir una composicioacuten media y amortiguar esas oscilaciones

En lo que se refiere a la mezcla del drenaje para llevar a cabo su posterior reuacuteso eacutesta puede realizarse directamente con agua exterior y antildeadir a continuacioacuten los fertilizantes

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suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

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18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 5: Sistemas de Cultivo en Sustrato

bancadas Ademaacutes implica la presencia de estructuras permanentes en el invernadero en el caso de que se fabriquen in situ

32 CULTIVO EN SUSTRATOS DE BAJA CAPACIDAD DE RETENCIOacuteN DE AGUA CON APORTE EN SUPERFICIE DE LA SOLUCIOacuteN NUTRITIVA

Consiste en el empleo de un sustrato de granulometriacutea gruesa tal como grava arlita perlita A-13 etc de forma que el gran tamantildeo de sus poros suponga una baja relacioacuten superficievolumen y que el equilibrio tensioacuten superficialfuerzas gravitacionales se establezca cuando dichos poros contengan un bajo volumen de agua formando una peliacutecula de espesor fino

Este bajo poder de retencioacuten implica la necesidad de establecer una alta frecuencia de riegos para evitar la desecacioacuten excesiva del sustrato y el deacuteficit hiacutedrico del cultivo Con el fin de facilitar el manejo del sistema y simplificar la instalacioacuten resulta uacutetil dar riegos ciacuteclicos dejando cortos periodos de pausa entre ellos para favorecer la aireacioacuten de la rizosfera Esto puede conseguirse manteniendo arrancada de forma continua la bomba de riego y dividiendo la zona de cultivo en dos sectores gobernados por sendas electrovaacutelvulas que abren y cierran alternativamente de forma que cuando uno de ellos estaacute regando el otro se encuentra parado y viceversa de esta forma evitamos que la bomba tenga que arrancar un nuacutemero elevado de veces a lo largo del diacutea lo cual incrementa su desgaste y el consumo de energiacutea

El gran volumen de solucioacuten nutritiva aportada con respecto a las necesidades de absorcioacuten del cultivo conlleva la existencia de un alto porcentaje de lixiviacioacuten de tal forma que el sistema puede ser manejado desde el punto de vista de la fertirrigacioacuten como un sistema hidropoacutenico puro y el cabezal de riego puede ser el mismo

El sustrato puede disponerse en contenedores de distinto tipo como por ejemplo canalones o macetas En cualquier caso hay que asegurar una adecuada evacuacioacuten del lixiviado con el fin de evitar problemas de encharcamiento impidiendo que se acumule la solucioacuten en la parte inferior del sustrato Si se emplean canalones impermeables de gran longitud seraacute necesario colocar una tuberiacutea de drenaje en el fondo para conseguir ese objetivo Igualmente resulta imprescindible llevar a cabo la recogida de la solucioacuten sobrante mediante el propio canaloacuten de cultivo u otro auxiliar con el fin de proceder a su recirculacioacuten ya que de lo contrario el gasto de agua y nutrientes seriacutea excesivamente elevado

33 CULTIVO EN SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO Son los maacutes extendidos desde un punto de vista comercial por lo que nos centraremos en ellos de ahora en adelante El tipo de sustrato empleado puede ser muy variado pero en general se busca que presente una alta capacidad de retencioacuten de agua sin que ello limite la aireacioacuten de la raiacutez con el fin de poder reducir el nuacutemero de riegos y facilitar asiacute el manejo del sistema Del mismo modo resulta importante que presente una estructura estable y una baja velocidad de descomposicioacuten para que su vida uacutetil sea la mayor posible Inicialmente se empezaron a utilizar bancadas rellenas de arena Despueacutes se ha tendido hacia el empleo de materiales maacutes estandarizados como la lana de roca y la perlita dispuestos en sacos de plaacutestico los cuales resultan maacutes econoacutemicos y faacuteciles de manejar 331 Cultivo en bancadas de arena Estas bancadas se suelen construir in situ a base de cemento recubierto con pintura epoacutexica para protegerlo de la solucioacuten nutritiva aacutecida aunque tambieacuten se puede emplear fibra de vidrio laacuteminas de asbesto u otros materiales Asimismo se utilizan laacuteminas de polietileno o PVC para disminuir los costes fijadas en los lados con bloques de cemento o madera e incluso se llegan a excavar zanjas en el suelo que se recubren con plaacutestico y se rellenan de sustrato Esto uacuteltimo

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resulta barato pero tiene el inconveniente de que es difiacutecil localizar y reparar las roturas y existe el riesgo de que las enfermedades del suelo se extiendan por todo el medio (8) Otra posibilidad es el empleo de canalones de polipropileno u otro material similar rellenos de sustrato Tradicionalmente se ha empleado en este sistema la arena como sustrato la cual debe presentar una granulometriacutea comprendida entre 1 y 3 mm para conseguir una adecuada relacioacuten aguaaire que permita un oacuteptimo desarrollo de las raiacuteces del cultivo Es importante evitar la presencia en ella de materiales finos tales como limos y arcillas los cuales tienden a acumularse en el fondo de las bancadas provocando el encharcamiento y la falta de aireacioacuten de las raiacuteces Aparte de la arena tambieacuten resulta factible emplear otros materiales como por ejemplo perlita turba fibra de coco etc aunque su vida uacutetil es inferior

Figura 3 Sistema de bancadas de arena con drenaje lateral (8) En las figuras 3 y 4 se representan distintos tipos de bancadas para cultivo en arena En general se construyen con una ligera pendiente hacia uno de los extremos que oscila entre el 04 y el 08 debiendo ser mayor cuanto maacutes ancha sea la bancada En cuanto a la profundidad eacutesta variacutea en funcioacuten del tipo de sustrato empleado pero se considera un miacutenimo de 25 a 35 cm (8)

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Figura 4 Sistema de bancadas de arena con drenaje central (8)

La solucioacuten nutritiva se aplica sobre la superficie del sustrato mediante tuberiacuteas con emisores dispuestas a tal fin En lo que se refiere a la evacuacioacuten del lixiviado eacuteste puede realizarse lateralmente a traveacutes de orificios de drenaje regularmente distribuidos a lo largo de la bancada o bien mediante una tuberiacutea de plaacutestico situada en el fondo y perforada a intervalos para permitir la entrada de dicho lixiviado Un inconveniente importante de este sistema de cultivo aparte del elevado coste de ejecucioacuten de las bancadas tradicionales y su escasa maniobrabilidad es la necesidad de realizar desinfecciones perioacutedicas de la arena (generalmente anuales) con formaldehiacutedo o hipoclorito soacutedico para evitar enfermedades de suelo y ataques de nematodos Una modificacioacuten especial del sistema de bancadas de arena es el cultivo en arena en toda la superficie del invernadero en el cual una vez laboreado y nivelado el terreno con un 02-03 de pendiente se coloca sobre eacutel una doble capa de plaacutestico para evitar que las raiacuteces se anclen en el suelo Encima se disponen las tuberiacuteas de drenaje a favor de la pendiente y a continuacioacuten se esparce arena no excesivamente fina por toda la superficie En zonas deseacuterticas donde existen dunas de arena se pueden aprovechar eacutestas para llevar a cabo el cultivo Si tienen maacutes de 1 m de profundidad se pueden emplear directamente pero en caso contrario habraacute que realizar una

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preparacioacuten similar al caso anterior a base de laacuteminas de plaacutestico y tuberiacuteas de drenaje para evitar la presencia de un exceso de humedad en las raiacuteces (8) Este sistema puede presentar el problema de ataques importantes de nematodos debido a su posible presencia en la arena utilizada para el cultivo 332 Cultivo en sacos rellenos de sustrato Debido a los inconvenientes que presentan los sistemas de cultivo en bancadas en las uacuteltimas deacutecadas la tendencia maacutes generalizada ha sido el empleo de sustratos embolsados en sacos de plaacutestico con un volumen y dimensiones variables en funcioacuten del tipo de material empleado para el desarrollo del cultivo A veces dichos sacos se cuelgan verticalmente disponieacutendose las plantas en agujeros laterales realizados en los mismos pero lo normal es que se coloquen horizontalmente sobre el suelo especialmente en cultivos hortiacutecolas de porte alto Dado que cada una de estas unidades se utiliza para unas pocas plantas resulta maacutes sencillo controlar los ataques de enfermedades de raiacutez y asimismo es maacutes faacutecil manejar y reponer el sustrato Otra ventaja es que el contenedor al ser de material plaacutestico resulta barato y ligero ofreciendo al mismo tiempo unas buenas condiciones de opacidad Por contra la principal desventaja es que se requiere una mayor uniformidad de riego al estar la raiacutez confinada en una unidad de cultivo de pequentildeo volumen Los sustratos empleados en los cultivos en sacos los podemos dividir en tres grupos seguacuten sean orgaacutenicos minerales o sinteacuteticos Dentro de los primeros tenemos materiales tales como la turba la fibra de coco las cortezas de aacuterboles el serriacuten etc mientras que dentro de los segundos hay que distinguir entre los de origen natural como la arena o las rocas volcaacutenicas y los de transformacioacuten industrial como la lana de roca la perlita etc Finalmente en el tercer grupo existe alguacuten ejemplo como el foam En Almeriacutea los maacutes empleados actualmente son la perlita y la lana de roca mientras que los orgaacutenicos encabezados por la fibra de coco se encuentran muy por detraacutes de los primeros En Murcia es la arena el que predomina aunque se emplea en forma de largos sacos denominados comuacutenmente ldquosalchichasrdquo Tienen unos 25 m de longitud 04 m de anchura y 025 m de altura y se colocan sobre el suelo por lo que se trata de un sistema intermedio entre las bancadas y el cultivo en sacos La granulometriacutea que se suele emplear es la misma que en los sistemas en bancadas Previo a la plantacioacuten el sustrato contenido en los sacos de cultivo debe ser hidratado adecuadamente con el fin de partir con un medio huacutemedo que no ofrezca problemas al desarrollo inicial del cultivo ya que posteriormente no podraacute ser saturado Esto resulta especialmente importante en ciertos sustratos como la lana de roca en la que una mala humectacioacuten inicial impide que el medio pueda alcanzar su maacutexima capacidad de retencioacuten de agua debido a su escasa capilaridad lo que puede originar problemas de estreacutes hiacutedrico durante el cultivo y un inadecuado desarrollo radicular La saturacioacuten del sustrato debe llevarse a cabo antes de abrir en los sacos los orificios de salida del lixiviado Previamente se habraacuten realizado en la parte superior los agujeros en los que se situaraacuten las plantas los cuales tambieacuten sirven para anclar los emisores de riego Una vez colocados eacutestos se puede empezar a humectar el medio El riego se mantiene hasta llenar completamente los sacos con solucioacuten nutritiva y posteriormente se deja el sustrato en saturacioacuten durante un par de diacuteas para que alcance un buen nivel de humedad Transcurrido ese tiempo se estaacute en disposicioacuten de abrir el agujero de salida del lixiviado Puede ser conveniente no realizarlo inicialmente en la parte maacutes baja con el fin de dejar una reserva de agua en el fondo que favorezca el enraizamiento del cultivo No obstante una vez conseguido dicho enraizamiento es aconsejable eliminar la reserva haciendo otro agujero maacutes bajo para evitar problemas de encharcamiento A veces cuando el tipo de sustrato lo permite se puede llevar a cabo la plantacioacuten antes incluso de realizar el orificio con el propoacutesito de ganar tiempo si las plantas del semillero se encuentran en un estado adecuado para el trasplante Aunque como se comentoacute anteriormente una de las ventajas que presentan los sacos de cultivo es su facilidad de renovacioacuten el agricultor suele conservarlos durante varios antildeos con el fin de reducir costes En este caso resulta conveniente mantener el nivel de humedad del sustrato

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durante la eacutepoca en la que no hay cultivo para evitar una excesiva acumulacioacuten de sales y no tener que volverlo a saturar antes de la siguiente plantacioacuten Para ello es suficiente dar un par de riegos a la semana de unos 15 litros por saco de cultivo durante la eacutepoca de verano Por otro lado previo a la plantacioacuten se debe realizar una desinfeccioacuten del sustrato con el fin de evitar o al menos reducir los problemas de patoacutegenos radiculares durante el siguiente cultivo Para ello se estaacute utilizando en muchos casos metam sodio a una dosis de 100 litros por hectaacuterea repartida en tres riegos de unos 20-25 minutos que se dan en el mismo diacutea El tratamiento se debe realizar 25 diacuteas antes de la plantacioacuten y tras eacutel se debe dar un riego diario (de unos 15 litros por saco) con el fin de evitar posibles fitotoxicidades 333 Otros sistemas de cultivo Aunque resultan mucho menos frecuentes que los sacos de cultivo de polietileno existen otros tipos de contenedores disentildeados para albergar diferentes clases de sustratos Uno de ellos es un contenedor troncopiramidal de poliestireno con un volumen de 25 a 27 litros seguacuten modelos y una altura de 30 cm que estaacute teniendo una cierta aplicacioacuten en los cultivos sin suelo en Almeriacutea Inicialmente fue disentildeado para albergar dos granulometriacuteas de perlita estratificadas una maacutes fina (AElig lt 15 mm) en la parte superior y otra maacutes gruesa (AElig 15-5 mm) en la inferior Se trataba con ello de conseguir un perfil de humedad lo maacutes homogeacuteneo posible que fuera bien colonizado por las raiacuteces del cultivo y sin problemas en cuanto a exceso de retencioacuten de agua Junto a estas caracteriacutesticas el contenedor de poliestireno ofrece una mayor inercia teacutermica que el saco de polietileno lo que permite evitar cambios bruscos en la temperatura del sustrato En la actualidad este tipo de contenedor estaacute siendo empleado conjuntamente con la fibra de coco como sustrato debido a sus buenos resultados Otros tipos de contenedores que han sido utilizados en los cultivos sin suelo son las macetas de polietileno u otro material plaacutestico rellenas de turba fibra de coco etc pero han resultado maacutes interesantes en cultivos de planta ornamental Finalmente un sistema que alcanzoacute bastante intereacutes en Almeriacutea en los antildeos 80 y que fue desarrollado por la empresa Quash SA es el denominado SHQ (Sistema Hidropoacutenico Quash) En eacuteste las unidades de cultivo serviacutean para el desarrollo de 2 a 4 plantas y estaban formadas por una bandeja de plaacutestico de 8 cm de altura y 16 litros de capacidad que actuaba como una reserva de solucioacuten nutritiva En el interior se disponiacutean dos ladrillos ceraacutemicos de 10 cm de altura y sobre ellos y en contacto con la solucioacuten un velo higroscoacutepico humedecido por eacutesta Finalmente en la parte superior se colocaba un trozo de lana de roca de 15 x 50 x 3 cm que serviacutea para las primeras etapas de desarrollo de las raiacuteces del cultivo y para el sosteacuten del taco de lana de roca procedente del semillero El conjunto se tapaba con un trozo de polietileno para evitar la incidencia de luz sobre las raiacuteces las cuales colonizaban tanto la lana de roca como el velo huacutemedo Se trataba de un sistema abierto ya que el exceso de solucioacuten nutritiva se desbordaba de la bandeja hacia el suelo en forma de lixiviado En su momento de mayor auge se llegaron a cultivar maacutes de cien hectaacutereas con este sistema pero tras el cierre de la empresa que lo desarrolloacute se dejoacute de utilizar

334 Sistemas cerrados con reutilizacioacuten del lixiviado El cultivo convencional en sustratos ya sea en bancadas en sacos u otro tipo de contenedor fue concebido originalmente para un manejo a solucioacuten perdida al contrario que otros sistemas como los hidropoacutenicos o los de subirrigacioacuten que se disentildearon como sistemas cerrados por sus caracteriacutesticas intriacutensecas Sin embargo debido a la preocupacioacuten cada vez mayor de la Sociedad por el deterioro del medioambiente y como consecuencia de ello a la presioacuten que se estaacute ejerciendo sobre las distintas actividades humanas contaminantes entre ellas la agriacutecola

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dichos sistemas abiertos estaacuten siendo adaptados a las nuevas exigencias permitiendo asiacute la recogida y acumulacioacuten de los lixiviados para emplearlos posteriormente en la formulacioacuten de nueva solucioacuten nutritiva A los sistemas cerrados asiacute obtenidos se les suele llamar sistemas con reutilizacioacuten del lixiviado Los sistemas a solucioacuten perdida conllevan la eliminacioacuten al medio de importantes voluacutemenes de lixiviados con un elevado poder contaminante especialmente debido a la presencia de nitratos Dado que esto es evitado en gran medida mediante los sistemas de cultivo sin suelo cerrados su empleo permite obtener un ahorro notable de agua y auacuten mayor de fertilizantes lo que se une a una reduccioacuten casi total de la contaminacioacuten ambiental De hecho diversos resultados experimentales indican que mediante estos sistemas es posible conseguir una disminucioacuten del gasto de agua de un 20 a un 30 (7 11 14) y un ahorro de fertilizantes entre el 25 y el 45 (6 7 9 11 12 13) Para poder reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato es necesario realizar una inversioacuten adicional con el fin de incorporar canalones y tuberiacuteas de recogida del drenaje depoacutesitos de acumulacioacuten y un sistema de mezcla del lixiviado con el agua exterior Todo ello puede ser compensado con el ahorro de agua y fertilizantes obtenido pero la necesidad adicional de incorporar un equipo de desinfeccioacuten del drenaje para evitar la expansioacuten de alguacuten posible patoacutegeno radicular desde un foco inicial a todo el cultivo a traveacutes de la solucioacuten nutritiva encarece auacuten maacutes dicha inversioacuten e impide rentabilizar el sistema (7) Por tanto el intereacutes de esta teacutecnica de reuacuteso no es econoacutemico sino ambiental En la figura 5 se muestra el esquema de una instalacioacuten para reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato La unidad de cultivo es la misma que la de un sistema a solucioacuten perdida y la diferencia se encuentra en los elementos auxiliares extra de recogida desinfeccioacuten almacenamiento y mezcla del drenaje que como se ha comentado anteriormente es necesario incorporar en el sistema cerrado

Figura 5 Esquema de un sistema de cultivo sin suelo con reutilizacioacuten del lixiviado

A la salida del equipo de desinfeccioacuten el drenaje es conducido a un depoacutesito de acumulacioacuten final donde se almacena hasta el momento de volver a ser empleado en mezcla con agua de aporte exterior Dado que la composicioacuten del drenaje variacutea a lo largo del diacutea debido a la diferente evolucioacuten de la absorcioacuten de agua con respecto a la de nutrientes llevada a cabo por la planta en ese periodo resulta conveniente que el tanque presente al menos un volumen suficiente como para almacenar el drenaje de un diacutea con el fin de conseguir una composicioacuten media y amortiguar esas oscilaciones

En lo que se refiere a la mezcla del drenaje para llevar a cabo su posterior reuacuteso eacutesta puede realizarse directamente con agua exterior y antildeadir a continuacioacuten los fertilizantes

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suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

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18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 6: Sistemas de Cultivo en Sustrato

resulta barato pero tiene el inconveniente de que es difiacutecil localizar y reparar las roturas y existe el riesgo de que las enfermedades del suelo se extiendan por todo el medio (8) Otra posibilidad es el empleo de canalones de polipropileno u otro material similar rellenos de sustrato Tradicionalmente se ha empleado en este sistema la arena como sustrato la cual debe presentar una granulometriacutea comprendida entre 1 y 3 mm para conseguir una adecuada relacioacuten aguaaire que permita un oacuteptimo desarrollo de las raiacuteces del cultivo Es importante evitar la presencia en ella de materiales finos tales como limos y arcillas los cuales tienden a acumularse en el fondo de las bancadas provocando el encharcamiento y la falta de aireacioacuten de las raiacuteces Aparte de la arena tambieacuten resulta factible emplear otros materiales como por ejemplo perlita turba fibra de coco etc aunque su vida uacutetil es inferior

Figura 3 Sistema de bancadas de arena con drenaje lateral (8) En las figuras 3 y 4 se representan distintos tipos de bancadas para cultivo en arena En general se construyen con una ligera pendiente hacia uno de los extremos que oscila entre el 04 y el 08 debiendo ser mayor cuanto maacutes ancha sea la bancada En cuanto a la profundidad eacutesta variacutea en funcioacuten del tipo de sustrato empleado pero se considera un miacutenimo de 25 a 35 cm (8)

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Figura 4 Sistema de bancadas de arena con drenaje central (8)

La solucioacuten nutritiva se aplica sobre la superficie del sustrato mediante tuberiacuteas con emisores dispuestas a tal fin En lo que se refiere a la evacuacioacuten del lixiviado eacuteste puede realizarse lateralmente a traveacutes de orificios de drenaje regularmente distribuidos a lo largo de la bancada o bien mediante una tuberiacutea de plaacutestico situada en el fondo y perforada a intervalos para permitir la entrada de dicho lixiviado Un inconveniente importante de este sistema de cultivo aparte del elevado coste de ejecucioacuten de las bancadas tradicionales y su escasa maniobrabilidad es la necesidad de realizar desinfecciones perioacutedicas de la arena (generalmente anuales) con formaldehiacutedo o hipoclorito soacutedico para evitar enfermedades de suelo y ataques de nematodos Una modificacioacuten especial del sistema de bancadas de arena es el cultivo en arena en toda la superficie del invernadero en el cual una vez laboreado y nivelado el terreno con un 02-03 de pendiente se coloca sobre eacutel una doble capa de plaacutestico para evitar que las raiacuteces se anclen en el suelo Encima se disponen las tuberiacuteas de drenaje a favor de la pendiente y a continuacioacuten se esparce arena no excesivamente fina por toda la superficie En zonas deseacuterticas donde existen dunas de arena se pueden aprovechar eacutestas para llevar a cabo el cultivo Si tienen maacutes de 1 m de profundidad se pueden emplear directamente pero en caso contrario habraacute que realizar una

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preparacioacuten similar al caso anterior a base de laacuteminas de plaacutestico y tuberiacuteas de drenaje para evitar la presencia de un exceso de humedad en las raiacuteces (8) Este sistema puede presentar el problema de ataques importantes de nematodos debido a su posible presencia en la arena utilizada para el cultivo 332 Cultivo en sacos rellenos de sustrato Debido a los inconvenientes que presentan los sistemas de cultivo en bancadas en las uacuteltimas deacutecadas la tendencia maacutes generalizada ha sido el empleo de sustratos embolsados en sacos de plaacutestico con un volumen y dimensiones variables en funcioacuten del tipo de material empleado para el desarrollo del cultivo A veces dichos sacos se cuelgan verticalmente disponieacutendose las plantas en agujeros laterales realizados en los mismos pero lo normal es que se coloquen horizontalmente sobre el suelo especialmente en cultivos hortiacutecolas de porte alto Dado que cada una de estas unidades se utiliza para unas pocas plantas resulta maacutes sencillo controlar los ataques de enfermedades de raiacutez y asimismo es maacutes faacutecil manejar y reponer el sustrato Otra ventaja es que el contenedor al ser de material plaacutestico resulta barato y ligero ofreciendo al mismo tiempo unas buenas condiciones de opacidad Por contra la principal desventaja es que se requiere una mayor uniformidad de riego al estar la raiacutez confinada en una unidad de cultivo de pequentildeo volumen Los sustratos empleados en los cultivos en sacos los podemos dividir en tres grupos seguacuten sean orgaacutenicos minerales o sinteacuteticos Dentro de los primeros tenemos materiales tales como la turba la fibra de coco las cortezas de aacuterboles el serriacuten etc mientras que dentro de los segundos hay que distinguir entre los de origen natural como la arena o las rocas volcaacutenicas y los de transformacioacuten industrial como la lana de roca la perlita etc Finalmente en el tercer grupo existe alguacuten ejemplo como el foam En Almeriacutea los maacutes empleados actualmente son la perlita y la lana de roca mientras que los orgaacutenicos encabezados por la fibra de coco se encuentran muy por detraacutes de los primeros En Murcia es la arena el que predomina aunque se emplea en forma de largos sacos denominados comuacutenmente ldquosalchichasrdquo Tienen unos 25 m de longitud 04 m de anchura y 025 m de altura y se colocan sobre el suelo por lo que se trata de un sistema intermedio entre las bancadas y el cultivo en sacos La granulometriacutea que se suele emplear es la misma que en los sistemas en bancadas Previo a la plantacioacuten el sustrato contenido en los sacos de cultivo debe ser hidratado adecuadamente con el fin de partir con un medio huacutemedo que no ofrezca problemas al desarrollo inicial del cultivo ya que posteriormente no podraacute ser saturado Esto resulta especialmente importante en ciertos sustratos como la lana de roca en la que una mala humectacioacuten inicial impide que el medio pueda alcanzar su maacutexima capacidad de retencioacuten de agua debido a su escasa capilaridad lo que puede originar problemas de estreacutes hiacutedrico durante el cultivo y un inadecuado desarrollo radicular La saturacioacuten del sustrato debe llevarse a cabo antes de abrir en los sacos los orificios de salida del lixiviado Previamente se habraacuten realizado en la parte superior los agujeros en los que se situaraacuten las plantas los cuales tambieacuten sirven para anclar los emisores de riego Una vez colocados eacutestos se puede empezar a humectar el medio El riego se mantiene hasta llenar completamente los sacos con solucioacuten nutritiva y posteriormente se deja el sustrato en saturacioacuten durante un par de diacuteas para que alcance un buen nivel de humedad Transcurrido ese tiempo se estaacute en disposicioacuten de abrir el agujero de salida del lixiviado Puede ser conveniente no realizarlo inicialmente en la parte maacutes baja con el fin de dejar una reserva de agua en el fondo que favorezca el enraizamiento del cultivo No obstante una vez conseguido dicho enraizamiento es aconsejable eliminar la reserva haciendo otro agujero maacutes bajo para evitar problemas de encharcamiento A veces cuando el tipo de sustrato lo permite se puede llevar a cabo la plantacioacuten antes incluso de realizar el orificio con el propoacutesito de ganar tiempo si las plantas del semillero se encuentran en un estado adecuado para el trasplante Aunque como se comentoacute anteriormente una de las ventajas que presentan los sacos de cultivo es su facilidad de renovacioacuten el agricultor suele conservarlos durante varios antildeos con el fin de reducir costes En este caso resulta conveniente mantener el nivel de humedad del sustrato

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durante la eacutepoca en la que no hay cultivo para evitar una excesiva acumulacioacuten de sales y no tener que volverlo a saturar antes de la siguiente plantacioacuten Para ello es suficiente dar un par de riegos a la semana de unos 15 litros por saco de cultivo durante la eacutepoca de verano Por otro lado previo a la plantacioacuten se debe realizar una desinfeccioacuten del sustrato con el fin de evitar o al menos reducir los problemas de patoacutegenos radiculares durante el siguiente cultivo Para ello se estaacute utilizando en muchos casos metam sodio a una dosis de 100 litros por hectaacuterea repartida en tres riegos de unos 20-25 minutos que se dan en el mismo diacutea El tratamiento se debe realizar 25 diacuteas antes de la plantacioacuten y tras eacutel se debe dar un riego diario (de unos 15 litros por saco) con el fin de evitar posibles fitotoxicidades 333 Otros sistemas de cultivo Aunque resultan mucho menos frecuentes que los sacos de cultivo de polietileno existen otros tipos de contenedores disentildeados para albergar diferentes clases de sustratos Uno de ellos es un contenedor troncopiramidal de poliestireno con un volumen de 25 a 27 litros seguacuten modelos y una altura de 30 cm que estaacute teniendo una cierta aplicacioacuten en los cultivos sin suelo en Almeriacutea Inicialmente fue disentildeado para albergar dos granulometriacuteas de perlita estratificadas una maacutes fina (AElig lt 15 mm) en la parte superior y otra maacutes gruesa (AElig 15-5 mm) en la inferior Se trataba con ello de conseguir un perfil de humedad lo maacutes homogeacuteneo posible que fuera bien colonizado por las raiacuteces del cultivo y sin problemas en cuanto a exceso de retencioacuten de agua Junto a estas caracteriacutesticas el contenedor de poliestireno ofrece una mayor inercia teacutermica que el saco de polietileno lo que permite evitar cambios bruscos en la temperatura del sustrato En la actualidad este tipo de contenedor estaacute siendo empleado conjuntamente con la fibra de coco como sustrato debido a sus buenos resultados Otros tipos de contenedores que han sido utilizados en los cultivos sin suelo son las macetas de polietileno u otro material plaacutestico rellenas de turba fibra de coco etc pero han resultado maacutes interesantes en cultivos de planta ornamental Finalmente un sistema que alcanzoacute bastante intereacutes en Almeriacutea en los antildeos 80 y que fue desarrollado por la empresa Quash SA es el denominado SHQ (Sistema Hidropoacutenico Quash) En eacuteste las unidades de cultivo serviacutean para el desarrollo de 2 a 4 plantas y estaban formadas por una bandeja de plaacutestico de 8 cm de altura y 16 litros de capacidad que actuaba como una reserva de solucioacuten nutritiva En el interior se disponiacutean dos ladrillos ceraacutemicos de 10 cm de altura y sobre ellos y en contacto con la solucioacuten un velo higroscoacutepico humedecido por eacutesta Finalmente en la parte superior se colocaba un trozo de lana de roca de 15 x 50 x 3 cm que serviacutea para las primeras etapas de desarrollo de las raiacuteces del cultivo y para el sosteacuten del taco de lana de roca procedente del semillero El conjunto se tapaba con un trozo de polietileno para evitar la incidencia de luz sobre las raiacuteces las cuales colonizaban tanto la lana de roca como el velo huacutemedo Se trataba de un sistema abierto ya que el exceso de solucioacuten nutritiva se desbordaba de la bandeja hacia el suelo en forma de lixiviado En su momento de mayor auge se llegaron a cultivar maacutes de cien hectaacutereas con este sistema pero tras el cierre de la empresa que lo desarrolloacute se dejoacute de utilizar

334 Sistemas cerrados con reutilizacioacuten del lixiviado El cultivo convencional en sustratos ya sea en bancadas en sacos u otro tipo de contenedor fue concebido originalmente para un manejo a solucioacuten perdida al contrario que otros sistemas como los hidropoacutenicos o los de subirrigacioacuten que se disentildearon como sistemas cerrados por sus caracteriacutesticas intriacutensecas Sin embargo debido a la preocupacioacuten cada vez mayor de la Sociedad por el deterioro del medioambiente y como consecuencia de ello a la presioacuten que se estaacute ejerciendo sobre las distintas actividades humanas contaminantes entre ellas la agriacutecola

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dichos sistemas abiertos estaacuten siendo adaptados a las nuevas exigencias permitiendo asiacute la recogida y acumulacioacuten de los lixiviados para emplearlos posteriormente en la formulacioacuten de nueva solucioacuten nutritiva A los sistemas cerrados asiacute obtenidos se les suele llamar sistemas con reutilizacioacuten del lixiviado Los sistemas a solucioacuten perdida conllevan la eliminacioacuten al medio de importantes voluacutemenes de lixiviados con un elevado poder contaminante especialmente debido a la presencia de nitratos Dado que esto es evitado en gran medida mediante los sistemas de cultivo sin suelo cerrados su empleo permite obtener un ahorro notable de agua y auacuten mayor de fertilizantes lo que se une a una reduccioacuten casi total de la contaminacioacuten ambiental De hecho diversos resultados experimentales indican que mediante estos sistemas es posible conseguir una disminucioacuten del gasto de agua de un 20 a un 30 (7 11 14) y un ahorro de fertilizantes entre el 25 y el 45 (6 7 9 11 12 13) Para poder reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato es necesario realizar una inversioacuten adicional con el fin de incorporar canalones y tuberiacuteas de recogida del drenaje depoacutesitos de acumulacioacuten y un sistema de mezcla del lixiviado con el agua exterior Todo ello puede ser compensado con el ahorro de agua y fertilizantes obtenido pero la necesidad adicional de incorporar un equipo de desinfeccioacuten del drenaje para evitar la expansioacuten de alguacuten posible patoacutegeno radicular desde un foco inicial a todo el cultivo a traveacutes de la solucioacuten nutritiva encarece auacuten maacutes dicha inversioacuten e impide rentabilizar el sistema (7) Por tanto el intereacutes de esta teacutecnica de reuacuteso no es econoacutemico sino ambiental En la figura 5 se muestra el esquema de una instalacioacuten para reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato La unidad de cultivo es la misma que la de un sistema a solucioacuten perdida y la diferencia se encuentra en los elementos auxiliares extra de recogida desinfeccioacuten almacenamiento y mezcla del drenaje que como se ha comentado anteriormente es necesario incorporar en el sistema cerrado

Figura 5 Esquema de un sistema de cultivo sin suelo con reutilizacioacuten del lixiviado

A la salida del equipo de desinfeccioacuten el drenaje es conducido a un depoacutesito de acumulacioacuten final donde se almacena hasta el momento de volver a ser empleado en mezcla con agua de aporte exterior Dado que la composicioacuten del drenaje variacutea a lo largo del diacutea debido a la diferente evolucioacuten de la absorcioacuten de agua con respecto a la de nutrientes llevada a cabo por la planta en ese periodo resulta conveniente que el tanque presente al menos un volumen suficiente como para almacenar el drenaje de un diacutea con el fin de conseguir una composicioacuten media y amortiguar esas oscilaciones

En lo que se refiere a la mezcla del drenaje para llevar a cabo su posterior reuacuteso eacutesta puede realizarse directamente con agua exterior y antildeadir a continuacioacuten los fertilizantes

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suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 7: Sistemas de Cultivo en Sustrato

Figura 4 Sistema de bancadas de arena con drenaje central (8)

La solucioacuten nutritiva se aplica sobre la superficie del sustrato mediante tuberiacuteas con emisores dispuestas a tal fin En lo que se refiere a la evacuacioacuten del lixiviado eacuteste puede realizarse lateralmente a traveacutes de orificios de drenaje regularmente distribuidos a lo largo de la bancada o bien mediante una tuberiacutea de plaacutestico situada en el fondo y perforada a intervalos para permitir la entrada de dicho lixiviado Un inconveniente importante de este sistema de cultivo aparte del elevado coste de ejecucioacuten de las bancadas tradicionales y su escasa maniobrabilidad es la necesidad de realizar desinfecciones perioacutedicas de la arena (generalmente anuales) con formaldehiacutedo o hipoclorito soacutedico para evitar enfermedades de suelo y ataques de nematodos Una modificacioacuten especial del sistema de bancadas de arena es el cultivo en arena en toda la superficie del invernadero en el cual una vez laboreado y nivelado el terreno con un 02-03 de pendiente se coloca sobre eacutel una doble capa de plaacutestico para evitar que las raiacuteces se anclen en el suelo Encima se disponen las tuberiacuteas de drenaje a favor de la pendiente y a continuacioacuten se esparce arena no excesivamente fina por toda la superficie En zonas deseacuterticas donde existen dunas de arena se pueden aprovechar eacutestas para llevar a cabo el cultivo Si tienen maacutes de 1 m de profundidad se pueden emplear directamente pero en caso contrario habraacute que realizar una

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preparacioacuten similar al caso anterior a base de laacuteminas de plaacutestico y tuberiacuteas de drenaje para evitar la presencia de un exceso de humedad en las raiacuteces (8) Este sistema puede presentar el problema de ataques importantes de nematodos debido a su posible presencia en la arena utilizada para el cultivo 332 Cultivo en sacos rellenos de sustrato Debido a los inconvenientes que presentan los sistemas de cultivo en bancadas en las uacuteltimas deacutecadas la tendencia maacutes generalizada ha sido el empleo de sustratos embolsados en sacos de plaacutestico con un volumen y dimensiones variables en funcioacuten del tipo de material empleado para el desarrollo del cultivo A veces dichos sacos se cuelgan verticalmente disponieacutendose las plantas en agujeros laterales realizados en los mismos pero lo normal es que se coloquen horizontalmente sobre el suelo especialmente en cultivos hortiacutecolas de porte alto Dado que cada una de estas unidades se utiliza para unas pocas plantas resulta maacutes sencillo controlar los ataques de enfermedades de raiacutez y asimismo es maacutes faacutecil manejar y reponer el sustrato Otra ventaja es que el contenedor al ser de material plaacutestico resulta barato y ligero ofreciendo al mismo tiempo unas buenas condiciones de opacidad Por contra la principal desventaja es que se requiere una mayor uniformidad de riego al estar la raiacutez confinada en una unidad de cultivo de pequentildeo volumen Los sustratos empleados en los cultivos en sacos los podemos dividir en tres grupos seguacuten sean orgaacutenicos minerales o sinteacuteticos Dentro de los primeros tenemos materiales tales como la turba la fibra de coco las cortezas de aacuterboles el serriacuten etc mientras que dentro de los segundos hay que distinguir entre los de origen natural como la arena o las rocas volcaacutenicas y los de transformacioacuten industrial como la lana de roca la perlita etc Finalmente en el tercer grupo existe alguacuten ejemplo como el foam En Almeriacutea los maacutes empleados actualmente son la perlita y la lana de roca mientras que los orgaacutenicos encabezados por la fibra de coco se encuentran muy por detraacutes de los primeros En Murcia es la arena el que predomina aunque se emplea en forma de largos sacos denominados comuacutenmente ldquosalchichasrdquo Tienen unos 25 m de longitud 04 m de anchura y 025 m de altura y se colocan sobre el suelo por lo que se trata de un sistema intermedio entre las bancadas y el cultivo en sacos La granulometriacutea que se suele emplear es la misma que en los sistemas en bancadas Previo a la plantacioacuten el sustrato contenido en los sacos de cultivo debe ser hidratado adecuadamente con el fin de partir con un medio huacutemedo que no ofrezca problemas al desarrollo inicial del cultivo ya que posteriormente no podraacute ser saturado Esto resulta especialmente importante en ciertos sustratos como la lana de roca en la que una mala humectacioacuten inicial impide que el medio pueda alcanzar su maacutexima capacidad de retencioacuten de agua debido a su escasa capilaridad lo que puede originar problemas de estreacutes hiacutedrico durante el cultivo y un inadecuado desarrollo radicular La saturacioacuten del sustrato debe llevarse a cabo antes de abrir en los sacos los orificios de salida del lixiviado Previamente se habraacuten realizado en la parte superior los agujeros en los que se situaraacuten las plantas los cuales tambieacuten sirven para anclar los emisores de riego Una vez colocados eacutestos se puede empezar a humectar el medio El riego se mantiene hasta llenar completamente los sacos con solucioacuten nutritiva y posteriormente se deja el sustrato en saturacioacuten durante un par de diacuteas para que alcance un buen nivel de humedad Transcurrido ese tiempo se estaacute en disposicioacuten de abrir el agujero de salida del lixiviado Puede ser conveniente no realizarlo inicialmente en la parte maacutes baja con el fin de dejar una reserva de agua en el fondo que favorezca el enraizamiento del cultivo No obstante una vez conseguido dicho enraizamiento es aconsejable eliminar la reserva haciendo otro agujero maacutes bajo para evitar problemas de encharcamiento A veces cuando el tipo de sustrato lo permite se puede llevar a cabo la plantacioacuten antes incluso de realizar el orificio con el propoacutesito de ganar tiempo si las plantas del semillero se encuentran en un estado adecuado para el trasplante Aunque como se comentoacute anteriormente una de las ventajas que presentan los sacos de cultivo es su facilidad de renovacioacuten el agricultor suele conservarlos durante varios antildeos con el fin de reducir costes En este caso resulta conveniente mantener el nivel de humedad del sustrato

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durante la eacutepoca en la que no hay cultivo para evitar una excesiva acumulacioacuten de sales y no tener que volverlo a saturar antes de la siguiente plantacioacuten Para ello es suficiente dar un par de riegos a la semana de unos 15 litros por saco de cultivo durante la eacutepoca de verano Por otro lado previo a la plantacioacuten se debe realizar una desinfeccioacuten del sustrato con el fin de evitar o al menos reducir los problemas de patoacutegenos radiculares durante el siguiente cultivo Para ello se estaacute utilizando en muchos casos metam sodio a una dosis de 100 litros por hectaacuterea repartida en tres riegos de unos 20-25 minutos que se dan en el mismo diacutea El tratamiento se debe realizar 25 diacuteas antes de la plantacioacuten y tras eacutel se debe dar un riego diario (de unos 15 litros por saco) con el fin de evitar posibles fitotoxicidades 333 Otros sistemas de cultivo Aunque resultan mucho menos frecuentes que los sacos de cultivo de polietileno existen otros tipos de contenedores disentildeados para albergar diferentes clases de sustratos Uno de ellos es un contenedor troncopiramidal de poliestireno con un volumen de 25 a 27 litros seguacuten modelos y una altura de 30 cm que estaacute teniendo una cierta aplicacioacuten en los cultivos sin suelo en Almeriacutea Inicialmente fue disentildeado para albergar dos granulometriacuteas de perlita estratificadas una maacutes fina (AElig lt 15 mm) en la parte superior y otra maacutes gruesa (AElig 15-5 mm) en la inferior Se trataba con ello de conseguir un perfil de humedad lo maacutes homogeacuteneo posible que fuera bien colonizado por las raiacuteces del cultivo y sin problemas en cuanto a exceso de retencioacuten de agua Junto a estas caracteriacutesticas el contenedor de poliestireno ofrece una mayor inercia teacutermica que el saco de polietileno lo que permite evitar cambios bruscos en la temperatura del sustrato En la actualidad este tipo de contenedor estaacute siendo empleado conjuntamente con la fibra de coco como sustrato debido a sus buenos resultados Otros tipos de contenedores que han sido utilizados en los cultivos sin suelo son las macetas de polietileno u otro material plaacutestico rellenas de turba fibra de coco etc pero han resultado maacutes interesantes en cultivos de planta ornamental Finalmente un sistema que alcanzoacute bastante intereacutes en Almeriacutea en los antildeos 80 y que fue desarrollado por la empresa Quash SA es el denominado SHQ (Sistema Hidropoacutenico Quash) En eacuteste las unidades de cultivo serviacutean para el desarrollo de 2 a 4 plantas y estaban formadas por una bandeja de plaacutestico de 8 cm de altura y 16 litros de capacidad que actuaba como una reserva de solucioacuten nutritiva En el interior se disponiacutean dos ladrillos ceraacutemicos de 10 cm de altura y sobre ellos y en contacto con la solucioacuten un velo higroscoacutepico humedecido por eacutesta Finalmente en la parte superior se colocaba un trozo de lana de roca de 15 x 50 x 3 cm que serviacutea para las primeras etapas de desarrollo de las raiacuteces del cultivo y para el sosteacuten del taco de lana de roca procedente del semillero El conjunto se tapaba con un trozo de polietileno para evitar la incidencia de luz sobre las raiacuteces las cuales colonizaban tanto la lana de roca como el velo huacutemedo Se trataba de un sistema abierto ya que el exceso de solucioacuten nutritiva se desbordaba de la bandeja hacia el suelo en forma de lixiviado En su momento de mayor auge se llegaron a cultivar maacutes de cien hectaacutereas con este sistema pero tras el cierre de la empresa que lo desarrolloacute se dejoacute de utilizar

334 Sistemas cerrados con reutilizacioacuten del lixiviado El cultivo convencional en sustratos ya sea en bancadas en sacos u otro tipo de contenedor fue concebido originalmente para un manejo a solucioacuten perdida al contrario que otros sistemas como los hidropoacutenicos o los de subirrigacioacuten que se disentildearon como sistemas cerrados por sus caracteriacutesticas intriacutensecas Sin embargo debido a la preocupacioacuten cada vez mayor de la Sociedad por el deterioro del medioambiente y como consecuencia de ello a la presioacuten que se estaacute ejerciendo sobre las distintas actividades humanas contaminantes entre ellas la agriacutecola

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dichos sistemas abiertos estaacuten siendo adaptados a las nuevas exigencias permitiendo asiacute la recogida y acumulacioacuten de los lixiviados para emplearlos posteriormente en la formulacioacuten de nueva solucioacuten nutritiva A los sistemas cerrados asiacute obtenidos se les suele llamar sistemas con reutilizacioacuten del lixiviado Los sistemas a solucioacuten perdida conllevan la eliminacioacuten al medio de importantes voluacutemenes de lixiviados con un elevado poder contaminante especialmente debido a la presencia de nitratos Dado que esto es evitado en gran medida mediante los sistemas de cultivo sin suelo cerrados su empleo permite obtener un ahorro notable de agua y auacuten mayor de fertilizantes lo que se une a una reduccioacuten casi total de la contaminacioacuten ambiental De hecho diversos resultados experimentales indican que mediante estos sistemas es posible conseguir una disminucioacuten del gasto de agua de un 20 a un 30 (7 11 14) y un ahorro de fertilizantes entre el 25 y el 45 (6 7 9 11 12 13) Para poder reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato es necesario realizar una inversioacuten adicional con el fin de incorporar canalones y tuberiacuteas de recogida del drenaje depoacutesitos de acumulacioacuten y un sistema de mezcla del lixiviado con el agua exterior Todo ello puede ser compensado con el ahorro de agua y fertilizantes obtenido pero la necesidad adicional de incorporar un equipo de desinfeccioacuten del drenaje para evitar la expansioacuten de alguacuten posible patoacutegeno radicular desde un foco inicial a todo el cultivo a traveacutes de la solucioacuten nutritiva encarece auacuten maacutes dicha inversioacuten e impide rentabilizar el sistema (7) Por tanto el intereacutes de esta teacutecnica de reuacuteso no es econoacutemico sino ambiental En la figura 5 se muestra el esquema de una instalacioacuten para reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato La unidad de cultivo es la misma que la de un sistema a solucioacuten perdida y la diferencia se encuentra en los elementos auxiliares extra de recogida desinfeccioacuten almacenamiento y mezcla del drenaje que como se ha comentado anteriormente es necesario incorporar en el sistema cerrado

Figura 5 Esquema de un sistema de cultivo sin suelo con reutilizacioacuten del lixiviado

A la salida del equipo de desinfeccioacuten el drenaje es conducido a un depoacutesito de acumulacioacuten final donde se almacena hasta el momento de volver a ser empleado en mezcla con agua de aporte exterior Dado que la composicioacuten del drenaje variacutea a lo largo del diacutea debido a la diferente evolucioacuten de la absorcioacuten de agua con respecto a la de nutrientes llevada a cabo por la planta en ese periodo resulta conveniente que el tanque presente al menos un volumen suficiente como para almacenar el drenaje de un diacutea con el fin de conseguir una composicioacuten media y amortiguar esas oscilaciones

En lo que se refiere a la mezcla del drenaje para llevar a cabo su posterior reuacuteso eacutesta puede realizarse directamente con agua exterior y antildeadir a continuacioacuten los fertilizantes

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suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 8: Sistemas de Cultivo en Sustrato

preparacioacuten similar al caso anterior a base de laacuteminas de plaacutestico y tuberiacuteas de drenaje para evitar la presencia de un exceso de humedad en las raiacuteces (8) Este sistema puede presentar el problema de ataques importantes de nematodos debido a su posible presencia en la arena utilizada para el cultivo 332 Cultivo en sacos rellenos de sustrato Debido a los inconvenientes que presentan los sistemas de cultivo en bancadas en las uacuteltimas deacutecadas la tendencia maacutes generalizada ha sido el empleo de sustratos embolsados en sacos de plaacutestico con un volumen y dimensiones variables en funcioacuten del tipo de material empleado para el desarrollo del cultivo A veces dichos sacos se cuelgan verticalmente disponieacutendose las plantas en agujeros laterales realizados en los mismos pero lo normal es que se coloquen horizontalmente sobre el suelo especialmente en cultivos hortiacutecolas de porte alto Dado que cada una de estas unidades se utiliza para unas pocas plantas resulta maacutes sencillo controlar los ataques de enfermedades de raiacutez y asimismo es maacutes faacutecil manejar y reponer el sustrato Otra ventaja es que el contenedor al ser de material plaacutestico resulta barato y ligero ofreciendo al mismo tiempo unas buenas condiciones de opacidad Por contra la principal desventaja es que se requiere una mayor uniformidad de riego al estar la raiacutez confinada en una unidad de cultivo de pequentildeo volumen Los sustratos empleados en los cultivos en sacos los podemos dividir en tres grupos seguacuten sean orgaacutenicos minerales o sinteacuteticos Dentro de los primeros tenemos materiales tales como la turba la fibra de coco las cortezas de aacuterboles el serriacuten etc mientras que dentro de los segundos hay que distinguir entre los de origen natural como la arena o las rocas volcaacutenicas y los de transformacioacuten industrial como la lana de roca la perlita etc Finalmente en el tercer grupo existe alguacuten ejemplo como el foam En Almeriacutea los maacutes empleados actualmente son la perlita y la lana de roca mientras que los orgaacutenicos encabezados por la fibra de coco se encuentran muy por detraacutes de los primeros En Murcia es la arena el que predomina aunque se emplea en forma de largos sacos denominados comuacutenmente ldquosalchichasrdquo Tienen unos 25 m de longitud 04 m de anchura y 025 m de altura y se colocan sobre el suelo por lo que se trata de un sistema intermedio entre las bancadas y el cultivo en sacos La granulometriacutea que se suele emplear es la misma que en los sistemas en bancadas Previo a la plantacioacuten el sustrato contenido en los sacos de cultivo debe ser hidratado adecuadamente con el fin de partir con un medio huacutemedo que no ofrezca problemas al desarrollo inicial del cultivo ya que posteriormente no podraacute ser saturado Esto resulta especialmente importante en ciertos sustratos como la lana de roca en la que una mala humectacioacuten inicial impide que el medio pueda alcanzar su maacutexima capacidad de retencioacuten de agua debido a su escasa capilaridad lo que puede originar problemas de estreacutes hiacutedrico durante el cultivo y un inadecuado desarrollo radicular La saturacioacuten del sustrato debe llevarse a cabo antes de abrir en los sacos los orificios de salida del lixiviado Previamente se habraacuten realizado en la parte superior los agujeros en los que se situaraacuten las plantas los cuales tambieacuten sirven para anclar los emisores de riego Una vez colocados eacutestos se puede empezar a humectar el medio El riego se mantiene hasta llenar completamente los sacos con solucioacuten nutritiva y posteriormente se deja el sustrato en saturacioacuten durante un par de diacuteas para que alcance un buen nivel de humedad Transcurrido ese tiempo se estaacute en disposicioacuten de abrir el agujero de salida del lixiviado Puede ser conveniente no realizarlo inicialmente en la parte maacutes baja con el fin de dejar una reserva de agua en el fondo que favorezca el enraizamiento del cultivo No obstante una vez conseguido dicho enraizamiento es aconsejable eliminar la reserva haciendo otro agujero maacutes bajo para evitar problemas de encharcamiento A veces cuando el tipo de sustrato lo permite se puede llevar a cabo la plantacioacuten antes incluso de realizar el orificio con el propoacutesito de ganar tiempo si las plantas del semillero se encuentran en un estado adecuado para el trasplante Aunque como se comentoacute anteriormente una de las ventajas que presentan los sacos de cultivo es su facilidad de renovacioacuten el agricultor suele conservarlos durante varios antildeos con el fin de reducir costes En este caso resulta conveniente mantener el nivel de humedad del sustrato

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durante la eacutepoca en la que no hay cultivo para evitar una excesiva acumulacioacuten de sales y no tener que volverlo a saturar antes de la siguiente plantacioacuten Para ello es suficiente dar un par de riegos a la semana de unos 15 litros por saco de cultivo durante la eacutepoca de verano Por otro lado previo a la plantacioacuten se debe realizar una desinfeccioacuten del sustrato con el fin de evitar o al menos reducir los problemas de patoacutegenos radiculares durante el siguiente cultivo Para ello se estaacute utilizando en muchos casos metam sodio a una dosis de 100 litros por hectaacuterea repartida en tres riegos de unos 20-25 minutos que se dan en el mismo diacutea El tratamiento se debe realizar 25 diacuteas antes de la plantacioacuten y tras eacutel se debe dar un riego diario (de unos 15 litros por saco) con el fin de evitar posibles fitotoxicidades 333 Otros sistemas de cultivo Aunque resultan mucho menos frecuentes que los sacos de cultivo de polietileno existen otros tipos de contenedores disentildeados para albergar diferentes clases de sustratos Uno de ellos es un contenedor troncopiramidal de poliestireno con un volumen de 25 a 27 litros seguacuten modelos y una altura de 30 cm que estaacute teniendo una cierta aplicacioacuten en los cultivos sin suelo en Almeriacutea Inicialmente fue disentildeado para albergar dos granulometriacuteas de perlita estratificadas una maacutes fina (AElig lt 15 mm) en la parte superior y otra maacutes gruesa (AElig 15-5 mm) en la inferior Se trataba con ello de conseguir un perfil de humedad lo maacutes homogeacuteneo posible que fuera bien colonizado por las raiacuteces del cultivo y sin problemas en cuanto a exceso de retencioacuten de agua Junto a estas caracteriacutesticas el contenedor de poliestireno ofrece una mayor inercia teacutermica que el saco de polietileno lo que permite evitar cambios bruscos en la temperatura del sustrato En la actualidad este tipo de contenedor estaacute siendo empleado conjuntamente con la fibra de coco como sustrato debido a sus buenos resultados Otros tipos de contenedores que han sido utilizados en los cultivos sin suelo son las macetas de polietileno u otro material plaacutestico rellenas de turba fibra de coco etc pero han resultado maacutes interesantes en cultivos de planta ornamental Finalmente un sistema que alcanzoacute bastante intereacutes en Almeriacutea en los antildeos 80 y que fue desarrollado por la empresa Quash SA es el denominado SHQ (Sistema Hidropoacutenico Quash) En eacuteste las unidades de cultivo serviacutean para el desarrollo de 2 a 4 plantas y estaban formadas por una bandeja de plaacutestico de 8 cm de altura y 16 litros de capacidad que actuaba como una reserva de solucioacuten nutritiva En el interior se disponiacutean dos ladrillos ceraacutemicos de 10 cm de altura y sobre ellos y en contacto con la solucioacuten un velo higroscoacutepico humedecido por eacutesta Finalmente en la parte superior se colocaba un trozo de lana de roca de 15 x 50 x 3 cm que serviacutea para las primeras etapas de desarrollo de las raiacuteces del cultivo y para el sosteacuten del taco de lana de roca procedente del semillero El conjunto se tapaba con un trozo de polietileno para evitar la incidencia de luz sobre las raiacuteces las cuales colonizaban tanto la lana de roca como el velo huacutemedo Se trataba de un sistema abierto ya que el exceso de solucioacuten nutritiva se desbordaba de la bandeja hacia el suelo en forma de lixiviado En su momento de mayor auge se llegaron a cultivar maacutes de cien hectaacutereas con este sistema pero tras el cierre de la empresa que lo desarrolloacute se dejoacute de utilizar

334 Sistemas cerrados con reutilizacioacuten del lixiviado El cultivo convencional en sustratos ya sea en bancadas en sacos u otro tipo de contenedor fue concebido originalmente para un manejo a solucioacuten perdida al contrario que otros sistemas como los hidropoacutenicos o los de subirrigacioacuten que se disentildearon como sistemas cerrados por sus caracteriacutesticas intriacutensecas Sin embargo debido a la preocupacioacuten cada vez mayor de la Sociedad por el deterioro del medioambiente y como consecuencia de ello a la presioacuten que se estaacute ejerciendo sobre las distintas actividades humanas contaminantes entre ellas la agriacutecola

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dichos sistemas abiertos estaacuten siendo adaptados a las nuevas exigencias permitiendo asiacute la recogida y acumulacioacuten de los lixiviados para emplearlos posteriormente en la formulacioacuten de nueva solucioacuten nutritiva A los sistemas cerrados asiacute obtenidos se les suele llamar sistemas con reutilizacioacuten del lixiviado Los sistemas a solucioacuten perdida conllevan la eliminacioacuten al medio de importantes voluacutemenes de lixiviados con un elevado poder contaminante especialmente debido a la presencia de nitratos Dado que esto es evitado en gran medida mediante los sistemas de cultivo sin suelo cerrados su empleo permite obtener un ahorro notable de agua y auacuten mayor de fertilizantes lo que se une a una reduccioacuten casi total de la contaminacioacuten ambiental De hecho diversos resultados experimentales indican que mediante estos sistemas es posible conseguir una disminucioacuten del gasto de agua de un 20 a un 30 (7 11 14) y un ahorro de fertilizantes entre el 25 y el 45 (6 7 9 11 12 13) Para poder reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato es necesario realizar una inversioacuten adicional con el fin de incorporar canalones y tuberiacuteas de recogida del drenaje depoacutesitos de acumulacioacuten y un sistema de mezcla del lixiviado con el agua exterior Todo ello puede ser compensado con el ahorro de agua y fertilizantes obtenido pero la necesidad adicional de incorporar un equipo de desinfeccioacuten del drenaje para evitar la expansioacuten de alguacuten posible patoacutegeno radicular desde un foco inicial a todo el cultivo a traveacutes de la solucioacuten nutritiva encarece auacuten maacutes dicha inversioacuten e impide rentabilizar el sistema (7) Por tanto el intereacutes de esta teacutecnica de reuacuteso no es econoacutemico sino ambiental En la figura 5 se muestra el esquema de una instalacioacuten para reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato La unidad de cultivo es la misma que la de un sistema a solucioacuten perdida y la diferencia se encuentra en los elementos auxiliares extra de recogida desinfeccioacuten almacenamiento y mezcla del drenaje que como se ha comentado anteriormente es necesario incorporar en el sistema cerrado

Figura 5 Esquema de un sistema de cultivo sin suelo con reutilizacioacuten del lixiviado

A la salida del equipo de desinfeccioacuten el drenaje es conducido a un depoacutesito de acumulacioacuten final donde se almacena hasta el momento de volver a ser empleado en mezcla con agua de aporte exterior Dado que la composicioacuten del drenaje variacutea a lo largo del diacutea debido a la diferente evolucioacuten de la absorcioacuten de agua con respecto a la de nutrientes llevada a cabo por la planta en ese periodo resulta conveniente que el tanque presente al menos un volumen suficiente como para almacenar el drenaje de un diacutea con el fin de conseguir una composicioacuten media y amortiguar esas oscilaciones

En lo que se refiere a la mezcla del drenaje para llevar a cabo su posterior reuacuteso eacutesta puede realizarse directamente con agua exterior y antildeadir a continuacioacuten los fertilizantes

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suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 9: Sistemas de Cultivo en Sustrato

durante la eacutepoca en la que no hay cultivo para evitar una excesiva acumulacioacuten de sales y no tener que volverlo a saturar antes de la siguiente plantacioacuten Para ello es suficiente dar un par de riegos a la semana de unos 15 litros por saco de cultivo durante la eacutepoca de verano Por otro lado previo a la plantacioacuten se debe realizar una desinfeccioacuten del sustrato con el fin de evitar o al menos reducir los problemas de patoacutegenos radiculares durante el siguiente cultivo Para ello se estaacute utilizando en muchos casos metam sodio a una dosis de 100 litros por hectaacuterea repartida en tres riegos de unos 20-25 minutos que se dan en el mismo diacutea El tratamiento se debe realizar 25 diacuteas antes de la plantacioacuten y tras eacutel se debe dar un riego diario (de unos 15 litros por saco) con el fin de evitar posibles fitotoxicidades 333 Otros sistemas de cultivo Aunque resultan mucho menos frecuentes que los sacos de cultivo de polietileno existen otros tipos de contenedores disentildeados para albergar diferentes clases de sustratos Uno de ellos es un contenedor troncopiramidal de poliestireno con un volumen de 25 a 27 litros seguacuten modelos y una altura de 30 cm que estaacute teniendo una cierta aplicacioacuten en los cultivos sin suelo en Almeriacutea Inicialmente fue disentildeado para albergar dos granulometriacuteas de perlita estratificadas una maacutes fina (AElig lt 15 mm) en la parte superior y otra maacutes gruesa (AElig 15-5 mm) en la inferior Se trataba con ello de conseguir un perfil de humedad lo maacutes homogeacuteneo posible que fuera bien colonizado por las raiacuteces del cultivo y sin problemas en cuanto a exceso de retencioacuten de agua Junto a estas caracteriacutesticas el contenedor de poliestireno ofrece una mayor inercia teacutermica que el saco de polietileno lo que permite evitar cambios bruscos en la temperatura del sustrato En la actualidad este tipo de contenedor estaacute siendo empleado conjuntamente con la fibra de coco como sustrato debido a sus buenos resultados Otros tipos de contenedores que han sido utilizados en los cultivos sin suelo son las macetas de polietileno u otro material plaacutestico rellenas de turba fibra de coco etc pero han resultado maacutes interesantes en cultivos de planta ornamental Finalmente un sistema que alcanzoacute bastante intereacutes en Almeriacutea en los antildeos 80 y que fue desarrollado por la empresa Quash SA es el denominado SHQ (Sistema Hidropoacutenico Quash) En eacuteste las unidades de cultivo serviacutean para el desarrollo de 2 a 4 plantas y estaban formadas por una bandeja de plaacutestico de 8 cm de altura y 16 litros de capacidad que actuaba como una reserva de solucioacuten nutritiva En el interior se disponiacutean dos ladrillos ceraacutemicos de 10 cm de altura y sobre ellos y en contacto con la solucioacuten un velo higroscoacutepico humedecido por eacutesta Finalmente en la parte superior se colocaba un trozo de lana de roca de 15 x 50 x 3 cm que serviacutea para las primeras etapas de desarrollo de las raiacuteces del cultivo y para el sosteacuten del taco de lana de roca procedente del semillero El conjunto se tapaba con un trozo de polietileno para evitar la incidencia de luz sobre las raiacuteces las cuales colonizaban tanto la lana de roca como el velo huacutemedo Se trataba de un sistema abierto ya que el exceso de solucioacuten nutritiva se desbordaba de la bandeja hacia el suelo en forma de lixiviado En su momento de mayor auge se llegaron a cultivar maacutes de cien hectaacutereas con este sistema pero tras el cierre de la empresa que lo desarrolloacute se dejoacute de utilizar

334 Sistemas cerrados con reutilizacioacuten del lixiviado El cultivo convencional en sustratos ya sea en bancadas en sacos u otro tipo de contenedor fue concebido originalmente para un manejo a solucioacuten perdida al contrario que otros sistemas como los hidropoacutenicos o los de subirrigacioacuten que se disentildearon como sistemas cerrados por sus caracteriacutesticas intriacutensecas Sin embargo debido a la preocupacioacuten cada vez mayor de la Sociedad por el deterioro del medioambiente y como consecuencia de ello a la presioacuten que se estaacute ejerciendo sobre las distintas actividades humanas contaminantes entre ellas la agriacutecola

9

dichos sistemas abiertos estaacuten siendo adaptados a las nuevas exigencias permitiendo asiacute la recogida y acumulacioacuten de los lixiviados para emplearlos posteriormente en la formulacioacuten de nueva solucioacuten nutritiva A los sistemas cerrados asiacute obtenidos se les suele llamar sistemas con reutilizacioacuten del lixiviado Los sistemas a solucioacuten perdida conllevan la eliminacioacuten al medio de importantes voluacutemenes de lixiviados con un elevado poder contaminante especialmente debido a la presencia de nitratos Dado que esto es evitado en gran medida mediante los sistemas de cultivo sin suelo cerrados su empleo permite obtener un ahorro notable de agua y auacuten mayor de fertilizantes lo que se une a una reduccioacuten casi total de la contaminacioacuten ambiental De hecho diversos resultados experimentales indican que mediante estos sistemas es posible conseguir una disminucioacuten del gasto de agua de un 20 a un 30 (7 11 14) y un ahorro de fertilizantes entre el 25 y el 45 (6 7 9 11 12 13) Para poder reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato es necesario realizar una inversioacuten adicional con el fin de incorporar canalones y tuberiacuteas de recogida del drenaje depoacutesitos de acumulacioacuten y un sistema de mezcla del lixiviado con el agua exterior Todo ello puede ser compensado con el ahorro de agua y fertilizantes obtenido pero la necesidad adicional de incorporar un equipo de desinfeccioacuten del drenaje para evitar la expansioacuten de alguacuten posible patoacutegeno radicular desde un foco inicial a todo el cultivo a traveacutes de la solucioacuten nutritiva encarece auacuten maacutes dicha inversioacuten e impide rentabilizar el sistema (7) Por tanto el intereacutes de esta teacutecnica de reuacuteso no es econoacutemico sino ambiental En la figura 5 se muestra el esquema de una instalacioacuten para reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato La unidad de cultivo es la misma que la de un sistema a solucioacuten perdida y la diferencia se encuentra en los elementos auxiliares extra de recogida desinfeccioacuten almacenamiento y mezcla del drenaje que como se ha comentado anteriormente es necesario incorporar en el sistema cerrado

Figura 5 Esquema de un sistema de cultivo sin suelo con reutilizacioacuten del lixiviado

A la salida del equipo de desinfeccioacuten el drenaje es conducido a un depoacutesito de acumulacioacuten final donde se almacena hasta el momento de volver a ser empleado en mezcla con agua de aporte exterior Dado que la composicioacuten del drenaje variacutea a lo largo del diacutea debido a la diferente evolucioacuten de la absorcioacuten de agua con respecto a la de nutrientes llevada a cabo por la planta en ese periodo resulta conveniente que el tanque presente al menos un volumen suficiente como para almacenar el drenaje de un diacutea con el fin de conseguir una composicioacuten media y amortiguar esas oscilaciones

En lo que se refiere a la mezcla del drenaje para llevar a cabo su posterior reuacuteso eacutesta puede realizarse directamente con agua exterior y antildeadir a continuacioacuten los fertilizantes

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suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 10: Sistemas de Cultivo en Sustrato

dichos sistemas abiertos estaacuten siendo adaptados a las nuevas exigencias permitiendo asiacute la recogida y acumulacioacuten de los lixiviados para emplearlos posteriormente en la formulacioacuten de nueva solucioacuten nutritiva A los sistemas cerrados asiacute obtenidos se les suele llamar sistemas con reutilizacioacuten del lixiviado Los sistemas a solucioacuten perdida conllevan la eliminacioacuten al medio de importantes voluacutemenes de lixiviados con un elevado poder contaminante especialmente debido a la presencia de nitratos Dado que esto es evitado en gran medida mediante los sistemas de cultivo sin suelo cerrados su empleo permite obtener un ahorro notable de agua y auacuten mayor de fertilizantes lo que se une a una reduccioacuten casi total de la contaminacioacuten ambiental De hecho diversos resultados experimentales indican que mediante estos sistemas es posible conseguir una disminucioacuten del gasto de agua de un 20 a un 30 (7 11 14) y un ahorro de fertilizantes entre el 25 y el 45 (6 7 9 11 12 13) Para poder reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato es necesario realizar una inversioacuten adicional con el fin de incorporar canalones y tuberiacuteas de recogida del drenaje depoacutesitos de acumulacioacuten y un sistema de mezcla del lixiviado con el agua exterior Todo ello puede ser compensado con el ahorro de agua y fertilizantes obtenido pero la necesidad adicional de incorporar un equipo de desinfeccioacuten del drenaje para evitar la expansioacuten de alguacuten posible patoacutegeno radicular desde un foco inicial a todo el cultivo a traveacutes de la solucioacuten nutritiva encarece auacuten maacutes dicha inversioacuten e impide rentabilizar el sistema (7) Por tanto el intereacutes de esta teacutecnica de reuacuteso no es econoacutemico sino ambiental En la figura 5 se muestra el esquema de una instalacioacuten para reutilizar el lixiviado en un cultivo convencional en sustrato La unidad de cultivo es la misma que la de un sistema a solucioacuten perdida y la diferencia se encuentra en los elementos auxiliares extra de recogida desinfeccioacuten almacenamiento y mezcla del drenaje que como se ha comentado anteriormente es necesario incorporar en el sistema cerrado

Figura 5 Esquema de un sistema de cultivo sin suelo con reutilizacioacuten del lixiviado

A la salida del equipo de desinfeccioacuten el drenaje es conducido a un depoacutesito de acumulacioacuten final donde se almacena hasta el momento de volver a ser empleado en mezcla con agua de aporte exterior Dado que la composicioacuten del drenaje variacutea a lo largo del diacutea debido a la diferente evolucioacuten de la absorcioacuten de agua con respecto a la de nutrientes llevada a cabo por la planta en ese periodo resulta conveniente que el tanque presente al menos un volumen suficiente como para almacenar el drenaje de un diacutea con el fin de conseguir una composicioacuten media y amortiguar esas oscilaciones

En lo que se refiere a la mezcla del drenaje para llevar a cabo su posterior reuacuteso eacutesta puede realizarse directamente con agua exterior y antildeadir a continuacioacuten los fertilizantes

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suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 11: Sistemas de Cultivo en Sustrato

suplementarios tal y como aparece en la figura 5 o bien preparando previamente solucioacuten nutritiva a base del agua y los fertilizantes para mezclarla despueacutes con el drenaje En cualquier caso un sistema factible de llevar a cabo la mezcla es mediante una vaacutelvula motorizada que permita regular el caudal de paso de drenaje para que en combinacioacuten con el agua exterior o la solucioacuten nutritiva se alcance un determinado valor de conductividad eleacutectrica el cual se habraacute establecido previamente en funcioacuten del porcentaje de lixiviado que se pretende reutilizar Otra forma de realizar la mezcla puede ser con un tanque al que se va vertiendo el drenaje y en el que se mantiene el nivel de liacutequido mediante una boya que al descender incorpora agua o solucioacuten previamente preparada Este tanque puede ser el mismo que el empleado para la acumulacioacuten final del drenaje

La bomba de impulsioacuten el sistema de inyeccioacuten de fertilizantes la red de distribucioacuten los goteros y las unidades de cultivo no difieren de los empleados en un sistema abierto Sin embargo una importante liacutenea de investigacioacuten en la que se estaacute trabajando con ahiacutenco en la actualidad trata de desarrollar sondas selectivas de medida en continuo de las concentraciones de los iones que integran la solucioacuten nutritiva con el fin de poder integrarlas en los equipos de preparacioacuten de dicha solucioacuten De este modo al automatismo de control se le introduciriacutean como consignas las concentraciones deseadas de cada uno de los elementos y eacuteste dariacutea las correspondientes oacuterdenes de inyeccioacuten de los distintos abonos a su disposicioacuten para alcanzar tales concentraciones Con ello se podriacutea ajustar la solucioacuten con gran exactitud y no se produciriacutea desviacioacuten de la misma por desajuste en el aporte de fertilizantes con respecto a la absorcioacuten llevada a cabo por el cultivo que es uno de los riesgos que se corren con el empleo de los sistemas cerrados Asimismo este desarrollo debe ir acompantildeado de una evolucioacuten en los fertilizantes ya que se deberiacutea tender hacia soluciones liacutequidas de calidad ya preparadas cada una de las cuales incorporariacutea un uacutenico elemento con el fin de conseguir asiacute el ajuste deseado maacutes faacutecilmente Todo esto es objeto de investigacioacuten en algunos paiacuteses como Holanda pero auacuten tendraacute que transcurrir cierto tiempo hasta llegar a ser una realidad disponible a nivel comercial

Para poder recoger el lixiviado producido tras el riego es necesario que las unidades de cultivo se dispongan sobre canales colectores adecuados para tal fin aunque existen casos en los que se pueden evitar ya que el mismo canaloacuten de cultivo permite dicha recogida como ocurre en los cultivos en bancadas No obstante en el caso maacutes frecuente de cultivo en sacos resultaraacute imprescindible Para ello son ideales las bandejas metaacutelicas ya que permiten conseguir una pendiente uniforme y son maacutes resistentes pero tienen el inconveniente de que son excesivamente caras por lo que resultan inviables desde un punto de vista comercial y hay que acudir a otros tipos de materiales maacutes asequibles como el polipropileno el poliestireno etc

Una vez recogido el drenaje es necesario llevarlo hacia un depoacutesito intermedio de acumulacioacuten con el fin de almacenar una cantidad suficiente que pueda ser desinfectada Por tanto su volumen no tiene que ser necesariamente grande pero convendraacute aumentarlo con el fin de poder instalar un equipo de desinfeccioacuten de menor capacidad de tratamiento y a su vez maacutes barato Hay que tener en cuenta que siempre resultaraacute maacutes rentable invertir en volumen de almacenamiento para reducir el tamantildeo del equipo de desinfeccioacuten que viceversa

En lo que se refiere a la desinfeccioacuten del drenaje seguacuten diversos autores holandeses resulta necesaria para controlar posibles ataques al cultivo de patoacutegenos radiculares Sin embargo en los ensayos sobre reutilizacioacuten realizados en nuestra zona en los que no se ha desinfectado el drenaje no ha aparecido ninguacuten problema de este tipo Evidentemente esto no constituye prueba alguna que rebata las ideas holandesas puesto que los problemas pueden aparecer en cualquier momento y hasta que no esteacuten disponibles los resultados de ensayos maacutes especiacuteficos al respecto habraacute que considerar que la desinfeccioacuten es necesaria

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Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

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17 Stanghellini C Van Meurs WThM Corver F Van Dullemen E Simonse L (1998) Combined effect of climate and concentration of the nutrient solution on a greenhouse tomato cropII Yield quantity and quality Acta Horticulturae458 231-237

18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 12: Sistemas de Cultivo en Sustrato

Existen diferentes sistemas de desinfeccioacuten que podemos clasificar en dos grupos en funcioacuten de su espectro de accioacuten que son los de desinfeccioacuten total y los de desinfeccioacuten parcial Loacutegicamente los primeros aunque resultan maacutes costosos permiten eliminar de manera efectiva todos los patoacutegenos existentes en la solucioacuten incluidos los virus mientras que los segundos no de forma que soacutelo eliminan algunos microorganismos en general los hongos Dependiendo de cuaacuteles sean los patoacutegenos que pueden afectar al cultivo que se haya establecido asiacute habraacute que instalar uno u otro tipo de sistema

Una vez desinfectado el lixiviado es conducido otra vez al depoacutesito de acumulacioacuten final desde donde se aprovecharaacute en un nuevo ciclo de riego y recogida

4 CONCEPTOS BAacuteSICOS PARA EL MANEJO DE LA FERTIRRIGACIOacuteN EN LOS SISTEMAS CONVENCIONALES CON SUSTRATO 41 SISTEMAS A SOLUCIOacuteN PERDIDA Ya se ha comentado con anterioridad que estos sistemas fueron desarrollados originalmente a solucioacuten perdida por lo que con el fin de evitar un derroche de agua y nutrientes habraacute que aportarlos de la forma maacutes ajustada posible a los requerimientos del cultivo Esto significa tener que ofrecer riegos puntuales en funcioacuten de esta demanda la cual resulta variable a largo del diacutea entre diacuteas y a lo largo del periodo de desarrollo del cultivo Tal filosofiacutea difiere del manejo del riego llevado a cabo en otros sistemas de cultivo sin suelo como por ejemplo los hidropoacutenicos en los que el aporte de solucioacuten nutritiva ha de ser continuo o intermitente de alta frecuencia al no existir una reserva de agua a nivel de la rizosfera como ocurre en los sistemas convencionales con sustrato No obstante por muy bien que tratemos de manejar el sistema y por buenas que resulten las condiciones de cultivo (alta uniformidad de la instalacioacuten de riego agua de buena calidad etc) seraacute inevitable tener que aportar un volumen de solucioacuten superior al absorbido por el cultivo originaacutendose de este modo un drenaje miacutenimo del 15-20 que el agricultor no suele bajar del 20-25 para mayor seguridad Esto es asiacute porque siempre van a aparecer ciertas diferencias en el caudal de los emisores de la instalacioacuten de riego y porque dentro del cultivo no todas las plantas van a presentar los mismos requerimientos hiacutedricos Ademaacutes resulta materialmente imposible ajustarse en cada momento a las necesidades de agua y nutrientes del cultivo por lo que seraacute necesario dicho drenaje para evitar desequilibrios de la solucioacuten existente en la rizosfera y la desecacioacuten progresiva del sustrato Cuanto menos oacuteptimas sean las condiciones de cultivo mayor deberaacute ser el drenaje desechado Un ejemplo tiacutepico lo constituye el empleo de aguas salinas de baja calidad agronoacutemica que en algunos casos obliga a realizar descartes de maacutes del 50 del agua aportada Este porcentaje de drenaje se puede calcular en funcioacuten de la acumulacioacuten maacutexima de los iones maacutes perjudiciales generalmente cloro o sodio que el cultivo puede soportar con una merma asumible de produccioacuten mediante la siguiente expresioacuten

[1] donde D es el drenaje miacutenimo necesario que pretendemos calcular en tanto por uno Cg es la concentracioacuten existente en el agua de riego del ioacuten perjudicial considerado en el caacutelculo Cm es la concentracioacuten maacutexima que se permite de ese ioacuten en el sustrato Ca es el coeficiente de absorcioacuten de ese ioacuten (cantidad consumida del mismo por unidad de volumen de agua a su vez absorbida por la planta)

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Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 13: Sistemas de Cultivo en Sustrato

Loacutegicamente si pretendemos que todas las plantas del cultivo esteacuten sometidas como mucho a la concentracioacuten maacutexima Cm seraacute necesario incrementar este porcentaje calculado debido a la incidencia de otros factores como la uniformidad de la instalacioacuten de riego En este caso habraacute que dividir D por el coeficiente de uniformidad (CU) de dicha instalacioacuten para obtener el porcentaje de drenaje final En lo que se refiere a la incidencia de otro factor de de uniformidad como es la aparicioacuten de diferencias en las necesidades hiacutedricas de distintas plantas dentro del cultivo esto se solventa en cierta forma a nivel praacutectico colocando un emisor maacutes en aquellas unidades de cultivo que estaacuten en los bordes de la parcela ya que reciben maacutes radiacioacuten El control del drenaje se realiza mediante unas bandejas que se colocan a tal fin en un lugar representativo de la explotacioacuten Sobre cada una de ellas se suelen disponer dos unidades de sustrato con sus correspondientes plantas y se establece una ligera pendiente hacia uno de los extremos para recoger el lixiviado y contabilizarlo bien manualmente o bien de forma automaacutetica por pulsos No soacutelo hay que intentar que el drenaje medio al final del diacutea se ajuste al previamente calculado sino que ademaacutes en cada uno de los riegos efectuados el drenaje obtenido se debe aproximar lo maacuteximo posible al deseado objetivo que no es nada faacutecil de conseguir Por otro lado hay que tener en cuenta que la medida diaria del porcentaje de lixiviado no es maacutes que una forma mecaacutenica y sencilla de controlar la acumulacioacuten de sales en la rizosfera de manera que conviene acompantildearla de medidas maacutes directas de las condiciones de desarrollo del cultivo como la conductividad eleacutectrica y el pH tanto del drenaje como de la solucioacuten de aporte con el fin de detectar posibles alteraciones importantes que se puedan producir Asimismo conviene realizar anaacutelisis perioacutedicos de ambas soluciones e incluso del agua de riego si se sospecha que puede haber variado su composicioacuten con el fin de corregir a tiempo ciertas alteraciones no detectadas Actualmente en los cultivos a solucioacuten perdida de Almeriacutea se vienen realizando una media de unos tres controles analiacuteticos por campantildea dado el alto grado de experiencia que se ha alcanzado con este tipo de sistemas en la zona Un aspecto muy importante a tener en cuenta en el manejo del riego es la decisioacuten del momento oacuteptimo para llevarlo a cabo Loacutegicamente con el fin de facilitar dicho manejo nos interesa dar riegos lo maacutes largos posibles para establecer asiacute una baja frecuencia Sin embargo esto tiene un liacutemite y el momento maacutes adecuado seraacute aqueacutel en que necesitamos reponer en el sustrato el agua consumida por la planta desde el riego anterior cuando las condiciones empiezan a no ser favorables para la raiacutez Ahora bien iquestcuaacutendo aparecen esas condiciones En un principio podriacutea pensarse que seriacutea en el momento en el que se agotase el agua faacutecilmente disponible existente en el sustrato con el fin de evitar que la planta tenga que hacer uso del agua de reserva la cual estaacute retenida a una mayor presioacuten matricial Sin embargo esto no es asiacute pues ademaacutes de las fuerzas de retencioacuten maacutetricas la planta debe vencer la presioacuten osmoacutetica de la solucioacuten y eacutesta iraacute aumentando conforme el consumo del agua existente en el sustrato incremente la concentracioacuten salina por lo que el riego deberaacute darse antes que la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten llegue a ser excesiva Pero a niveles praacutecticos existe otro factor maacutes sensible para definir el momento del riego que es la composicioacuten de la solucioacuten nutritiva ya que en el entorno de la raiacutez existe una solucioacuten con un equilibrio diferente a la que presenta la solucioacuten de aporte y al regar los equilibrios resultantes seraacuten la media ponderada entre ambos Dado que lo que se pretende es alterar lo menos posible el status establecido nos interesa que el porcentaje de solucioacuten entrante sea pequentildeo De este modo se acepta que la reposicioacuten se lleve a cabo cuando se haya consumido el 5 o como mucho el 10 del agua retenida por el sustrato (4)

Seguacuten lo dicho anteriormente el volumen de agua a aportar en cada riego quedaraacute definido por ese porcentaje de un 5 a un 10 que se ha aceptado como admisible y habraacute que calcularlo en cada caso concreto en funcioacuten del volumen de sustrato y de su contenido en agua A continuacioacuten dado que generalmente los agricultores establecen la duracioacuten de los riegos por tiempo en vez de por volumen que seriacutea lo ideal hay que transformar el volumen en tiempo de riego conociendo el caudal arrojado por los emisores Ese tiempo asiacute calculado se suele

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mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

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Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

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de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

16

fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

17

desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

18

Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

19

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

20

Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

22

Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 14: Sistemas de Cultivo en Sustrato

mantener invariable a lo largo del cultivo aunque puede haber situaciones que obliguen a su alteracioacuten como por ejemplo una desecacioacuten excesiva del sustrato debido a un manejo inadecuado que induzca a acortar los riegos con el fin de conseguir su rehidratacioacuten o todo lo contrario un encharcamiento excesivo que aconseje alargar los riegos con el fin de distanciarlos y evitar problemas de oxigenacioacuten Otro aspecto fundamental en el manejo de los cultivos sin suelo es el establecimiento de la solucioacuten nutritiva de aporte ya que a excepcioacuten del carbono y el oxiacutegeno que la planta toma del aire y del hidroacutegeno que incorpora del agua el resto de los nutrientes minerales los obtiene disueltos en el agua que absorbe por la raiacutez Los mecanismos de absorcioacuten son diversos dependiendo del tipo de elemento del que se trate y el proceso tiene lugar a unas determinadas concentraciones que resultan diferentes para cada nutriente y variacutean en funcioacuten de la especie variedad fase vegetativa condiciones ambientales etc De este modo a traveacutes de la fertirrigacioacuten vamos a intentar que los iones se encuentren de forma disponible y en cantidad suficiente en el entorno de la raiacutez ya que de lo contrario se produciraacute la deficiencia de alguacuten elemento y la alteracioacuten de los coeficientes de absorcioacuten En definitiva se trata de mantener el equilibrio y la concentracioacuten de iones en la solucioacuten nutritiva del entorno radicular que permita la absorcioacuten por la raiacutez de cada ion a su coeficiente particular Dado que los equilibrios de consumo de la planta no son exactamente iguales a los de la solucioacuten de entorno tampoco tienen que serlo los de la solucioacuten de aporte con la que se pretende reponer los consumos de agua y nutrientes efectuados por la planta Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de que no se produjese lixiviado alguno la solucioacuten entrante deberiacutea coincidir plenamente con las concentraciones de absorcioacuten del cultivo pero ya hemos visto que en la praacutectica esto no va a suceder nunca No obstante auacuten asiacute tampoco coincidiraacute con la solucioacuten de entorno Para disentildear la solucioacuten nutritiva de aporte habraacute que tener en cuenta tanto la solucioacuten de entorno que pretendemos mantener como los coeficientes de absorcioacuten del cultivo y el porcentaje de drenaje a establecer De este modo para cada ion particular podemos calcular matemaacuteticamente la concentracioacuten de entrada necesaria mediante la siguiente expresioacuten

[2] donde Ce es la concentracioacuten del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de aporte Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten requerida en el entorno radicular D es el porcentaje de drenaje

La concentracioacuten de un ion en la rizosfera seraacute mayor o menor que en la solucioacuten de aporte dependiendo de la facilidad con que lo absorba la planta De este modo en el caso de iones de faacutecil absorcioacuten como el amonio el foacutesforo o el potasio podemos aportarlos a una concentracioacuten inferior a su coeficiente de absorcioacuten lo que va a reducir su nivel en la raiacutez sin que se afecte el cultivo y disminuir las peacuterdidas por lixiviacioacuten En cambio en el caso de aquellos iones que la planta absorbe de forma pasiva y con dificultad como el calcio tendremos que aportarlos a una concentracioacuten superior a su coeficiente de absorcioacuten para que se acumulen en la rizosfera y se ldquofuercerdquo la entrada en la planta alcanzaacutendose asiacute su maacuteximo potencial de absorcioacuten En el cuadro 1 se muestran las relaciones que suelen encontrarse entre las concentraciones de diferentes iones en la solucioacuten de aporte y en la del entorno de la raiacutez en un sustrato inerte

14

Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

15

de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

16

fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

17

desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

18

Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

1 Abou-Hadid AF El-Shinawi MZ El-Beltagi AS Burrage SW (1993) Relation between water use efficiency of sweet pepper grown under NFT and rockwool under protected cultivation Acta Horticulturae 323 89-95

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Prensa Madrid 5 Caacutenovas F (1998) Gestioacuten de riegos y fertirrigacioacuten en invernadero En Tecnologiacutea de

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12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

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18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 15: Sistemas de Cultivo en Sustrato

Cuadro 1 Relaciones maacutes usuales entre las concentraciones ioacutenicas de la solucioacuten de aporte y la de la rizosfera en un sustrato inerte (5)

ION Concentracioacuten en la solucioacuten de aporte

Concentracioacuten en la solucioacuten de la rizosfera

NO3- 100 75-125

NH4+ 100 0-50

H2PO4- 100 50-75

K+ 100 50-75 Ca++ 100 125-200 Mg++ 100 200-300 SO4

= 100 150-200 pH 100 + 05 Ud CE 100 + 1-2 Ud Teniendo en cuenta la relacioacuten Cr=RmiddotCe podemos modificar la ecuacioacuten 2 de la siguiente forma

[3] Una vez disentildeada la solucioacuten nutritiva de aporte y por tanto definidas las concentraciones de los diferentes iones presentes en ella tan soacutelo queda llevar a cabo su formulacioacuten deduciendo de tales concentraciones las que aporta el agua de riego y antildeadiendo la diferencia mediante abonos minerales Sin embargo a pesar de la importancia que se ha concedido en los paacuterrafos anteriores al adecuado disentildeo de la solucioacuten de aporte con el fin de cubrir las absorciones del cultivo y fijar a nivel radicular una solucioacuten oacuteptima que no constituya un factor limitante para el proceso de absorcioacuten la experiencia praacutectica demuestra que al menos en nuestras condiciones de cultivo no resultan determinantes para el desarrollo de la plantacioacuten ligeras variaciones en la composicioacuten quiacutemica de dicha solucioacuten debido a la capacidad de adaptacioacuten del cultivo Ademaacutes como en los sistemas abiertos no se reutiliza el lixiviado obtenido no existe el riesgo de que se desequilibre la solucioacuten con el tiempo debido a un aporte desajustado de fertilizantes tal y como ocurre en los sistemas cerrados Por tanto es posible llevar a cabo un cultivo de este tipo con muy pocos controles analiacuteticos tal y como se comentoacute con anterioridad

42 SISTEMAS CON REUTILIZACIOacuteN DEL LIXIVIADO Ya se vio previamente que estos sistemas a pesar de ser cerrados derivan de los sistemas convencionales abiertos con sustrato por lo que en su manejo habraacute que tener en cuenta muchas de las consideraciones apuntadas con anterioridad No obstante es necesario realizar una serie de anotaciones adicionales El volumen de riego se fija del mismo modo que en un sistema abierto pero dado que el drenaje es recogido y reutilizado se pueden establecer porcentajes de lixiviacioacuten maacutes elevados sin que ello suponga un despilfarro de agua y nutrientes Esto permite evitar en momentos puntuales posibles deacuteficits hiacutedricos que pueden llegar a producirse si se realiza un aporte muy ajustado de solucioacuten nutritiva Ademaacutes al regarse con mayor frecuencia el contenido miacutenimo de agua en el sustrato seraacute mayor y la solucioacuten estaraacute sometida a una menor presioacuten matricial con lo que el gasto energeacutetico llevado a cabo por parte de la planta en el proceso de absorcioacuten disminuiraacute Finalmente si se trabaja a un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado resultaraacute factible mantener concentraciones de nutrientes en la rizosfera maacutes bajas de las habituales sin que el cultivo se resienta ya que la reposicioacuten frecuente de la solucioacuten a nivel radicular impediraacute un deacuteficit local

15

de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

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fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

1 Abou-Hadid AF El-Shinawi MZ El-Beltagi AS Burrage SW (1993) Relation between water use efficiency of sweet pepper grown under NFT and rockwool under protected cultivation Acta Horticulturae 323 89-95

2 Caacutenovas F (1993) Principios baacutesicos de la hidroponiacutea Aspectos comunes y diferenciales de los cultivos con y sin suelo En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

3 Caacutenovas F Comunicacioacuten personal 4 Caacutenovas F (1995) Manejo del cultivo sin suelo En El cultivo del tomate F Nuez Ed Mundi-

Prensa Madrid 5 Caacutenovas F (1998) Gestioacuten de riegos y fertirrigacioacuten en invernadero En Tecnologiacutea de

invernaderos II Curso Superior de Especializacioacuten J Peacuterez e I M Cuadrado Direccioacuten General de Investigacioacuten y Formacioacuten Agroalimentaria FIAPA y Caja Rural de Almeriacutea

6 Garciacutea M Urrestarazu M (1999) Recirculacioacuten de la disolucioacuten nutritiva en las condiciones de los invernaderos de la Europa del Sur Caja Rural de Granada

7 Magaacuten JJ Romera MP Caacutenovas F Fernaacutendez E (1999) Ahorro de agua y nutrientes mediante un sistema de cultivo sin suelo con reuacuteso del drenaje en tomate larga vida XVII Congreso Nacional de Riegos Actas 186-193 Murcia AERYD

8 Noguera V (1993) Sistemas de solucioacuten perdida y recirculante Descripcioacuten anaacutelisis y valoracioacuten En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Coeditado por Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

9 Os EA van Ruijs MNA van Weel PA (1991) Closed business system for less pollution from greenhouse Acta Horticulturae 294 49-57

10 Os EA van (1998) Closed soilless growing systems in the Netherlands the finishing touch Acta Horticulturae 458 279-291

11 Raviv M Reuveni R Krasnovsky A Medina Sh (1995) Recirculation of rose drainage water under semi-arid conditions Acta Horticulturae 401 427-433

12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

17 Stanghellini C Van Meurs WThM Corver F Van Dullemen E Simonse L (1998) Combined effect of climate and concentration of the nutrient solution on a greenhouse tomato cropII Yield quantity and quality Acta Horticulturae458 231-237

18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

23

  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 16: Sistemas de Cultivo en Sustrato

de nutrientes No obstante esto tiene un liacutemite ya que debido a la necesidad de desinfectar la solucioacuten nutritiva para evitar la propagacioacuten de patoacutegenos radiculares a traveacutes de ella no es posible mantener porcentajes de drenaje muy altos Eacutestos repercutiriacutean en unos elevados costes de desinfeccioacuten que hariacutean inviable la teacutecnica desde un punto de vista econoacutemico Por ello dicho porcentaje se suele mantener en un nivel de un 30-40 para agua de buena calidad compatible con un cierto grado de seguridad y un coste moderado en desinfeccioacuten Por otro lado debido a las razones antes apuntadas un alto porcentaje de lixiviacioacuten va a estimular la absorcioacuten de agua por parte del cultivo de manera que en algunos ensayos experimentales que comparan sistemas de reuacuteso con otros a solucioacuten perdida (1 6 18) se ha llegado a obtener una mayor absorcioacuten en el primer sistema que en el segundo a pesar de la acumulacioacuten en el sistema cerrado de las sales aportadas en exceso a traveacutes del agua de riego o los fertilizantes Esto puede contrarrestar en parte el efecto negativo de dicha acumulacioacuten (6) y puede ser una buena taacutectica de manejo en sistemas de reuacuteso especialmente en primavera cuando las necesidades de agua del cultivo se disparan Ya vimos al hablar de las instalaciones suplementarias que se requieren para reutilizar el lixiviado que la preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva puede llevarse a cabo bien mezclando en primer lugar el drenaje con agua exterior y completando a continuacioacuten dicha solucioacuten mediante la adicioacuten de los fertilizantes o bien obteniendo una solucioacuten previa a base del agua exterior y los fertilizantes ajustada a las necesidades de absorcioacuten del cultivo (solucioacuten de entrada) a la que se antildeade el drenaje De la primera forma nos aseguramos una determinada conductividad eleacutectrica y podemos conseguir la solucioacuten nutritiva final oacuteptima deseada conociendo la composicioacuten del drenaje mediante anaacutelisis Sin embargo tiene el problema de que si se produce la acumulacioacuten de alguacuten nutriente por aporte excesivo del mismo y teniendo en cuenta que se ha fijado el liacutemite de salinidad de la solucioacuten se reduciraacute el aporte mediante fertilizantes del resto de nutrientes disminuyendo la concentracioacuten de los mismos progresivamente y pudieacutendose alcanzar liacutemites criacuteticos para el desarrollo normal del cultivo Esto se solventa de la segunda forma ya que con ella mantenemos constante un aporte definido de cada nutriente Por supuesto presenta el inconveniente de que no nos permite asegurar una determinada conductividad ya que eacutesta aumentaraacute o disminuiraacute en el caso de que los nutrientes se aporten en mayor o menor cantidad respectivamente que las necesidades del cultivo La primera teacutecnica de preparacioacuten de la solucioacuten nutritiva se utiliza ampliamente en Holanda ya que los agricultores de alliacute cuentan con aguas de muy buena calidad agronoacutemica (incluso algunos riegan con agua de lluvia) lo que permite que apenas se acumulen las sales nocivas Sin embargo en la costa mediterraacutenea la situacioacuten resulta bastante diferente ya que se dispone de aguas con una calidad notablemente peor por lo que al reutilizarlas se suele producir la acumulacioacuten de iones como el sodio los cloruros los sulfatos etc los cuales suelen aparecer en cantidades superiores a las necesidades del cultivo En este caso puede resultar maacutes conveniente la segunda teacutecnica ya que el aumento de la salinidad puede controlarse faacutecilmente mediante medidas de conductividad y se pueden fijar criterios praacutecticos en base a eacutesta que nos indiquen cuaacutendo resulta necesario descartar la solucioacuten nutritiva Esto resultaraacute menos costoso que la realizacioacuten de anaacutelisis frecuentes para evitar desequilibrios nutricionales En los sistemas con reuacuteso el objetivo es conseguir una solucioacuten a nivel radicular oacuteptima para el desarrollo del cultivo y por tanto semejante a la mantenida en un sistema a solucioacuten perdida Tan soacutelo en el caso hipoteacutetico de mantener un porcentaje de lixiviacioacuten muy elevado podriacutea pensarse en reducir la concentracioacuten de los iones faacutecilmente asimilables por el cultivo como los fosfatos el potasio etc tal y como se comentoacute con anterioridad De este modo si tratamos de conseguir una situacioacuten estacionaria en la que no se produzca la acumulacioacuten o disminucioacuten excesiva de ninguacuten ion con el fin de poder reutilizar el drenaje el mayor tiempo posible sin tener que tirarlo seraacute necesario que la concentracioacuten de cada nutriente en el agua exterior incorporada al sistema obtenida como suma de la concentracioacuten del mismo ya existente en el agua de riego y de la cantidad aportada mediante fertilizantes sea igual a su coeficiente de absorcioacuten en el caso de que resulte mayor que eacuteste tal nutriente iraacute acumulaacutendose progresivamente en el drenaje conforme sea reutilizado y al contrario si es menor De esto se deduce que resulta

16

fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

17

desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

18

Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

22

Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

1 Abou-Hadid AF El-Shinawi MZ El-Beltagi AS Burrage SW (1993) Relation between water use efficiency of sweet pepper grown under NFT and rockwool under protected cultivation Acta Horticulturae 323 89-95

2 Caacutenovas F (1993) Principios baacutesicos de la hidroponiacutea Aspectos comunes y diferenciales de los cultivos con y sin suelo En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

3 Caacutenovas F Comunicacioacuten personal 4 Caacutenovas F (1995) Manejo del cultivo sin suelo En El cultivo del tomate F Nuez Ed Mundi-

Prensa Madrid 5 Caacutenovas F (1998) Gestioacuten de riegos y fertirrigacioacuten en invernadero En Tecnologiacutea de

invernaderos II Curso Superior de Especializacioacuten J Peacuterez e I M Cuadrado Direccioacuten General de Investigacioacuten y Formacioacuten Agroalimentaria FIAPA y Caja Rural de Almeriacutea

6 Garciacutea M Urrestarazu M (1999) Recirculacioacuten de la disolucioacuten nutritiva en las condiciones de los invernaderos de la Europa del Sur Caja Rural de Granada

7 Magaacuten JJ Romera MP Caacutenovas F Fernaacutendez E (1999) Ahorro de agua y nutrientes mediante un sistema de cultivo sin suelo con reuacuteso del drenaje en tomate larga vida XVII Congreso Nacional de Riegos Actas 186-193 Murcia AERYD

8 Noguera V (1993) Sistemas de solucioacuten perdida y recirculante Descripcioacuten anaacutelisis y valoracioacuten En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Coeditado por Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

9 Os EA van Ruijs MNA van Weel PA (1991) Closed business system for less pollution from greenhouse Acta Horticulturae 294 49-57

10 Os EA van (1998) Closed soilless growing systems in the Netherlands the finishing touch Acta Horticulturae 458 279-291

11 Raviv M Reuveni R Krasnovsky A Medina Sh (1995) Recirculation of rose drainage water under semi-arid conditions Acta Horticulturae 401 427-433

12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

17 Stanghellini C Van Meurs WThM Corver F Van Dullemen E Simonse L (1998) Combined effect of climate and concentration of the nutrient solution on a greenhouse tomato cropII Yield quantity and quality Acta Horticulturae458 231-237

18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 17: Sistemas de Cultivo en Sustrato

fundamental conocer los coeficientes de absorcioacuten del cultivo para poder manejar los sistemas cerrados cosa que no es estrictamente necesaria en los sistemas abiertos El problema es que como ya se comentoacute dichos coeficientes son bastante variables y dependen de muchos factores Con el aacutenimo de que puedan servir como referencia en el cuadro 2 se han incluido los rangos en los que han oscilado los coeficientes de absorcioacuten calculados en la Estacioacuten Experimental Las Palmerillas de Caja Rural de Almeriacutea para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela con un ciclo comprendido entre septiembre y mayo

Cuadro 2 Rangos de oscilacioacuten en mmolmiddotL-1 de los coeficientes de absorcioacuten obtenidos para un cultivo de tomate tipo larga vida cv Daniela de ciclo largo N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++

8-14 125-15 05-15 4-8 175-3 075-12

Los valores maacutes altos en la absorcioacuten de nitroacutegeno se registran al inicio del cultivo cuando el crecimiento vegetativo es maacutes acelerado y se mantienen hasta que la planta empieza a cargarse de fruto Un momento criacutetico en la absorcioacuten de este elemento tiene lugar poco antes del inicio de la recoleccioacuten ya que su coeficiente cae a unos 10 mmolmiddotL-1 Posteriormente se recupera el ritmo de crecimiento aunque no hasta los niveles previos y con ello ligeramente la absorcioacuten de nitroacutegeno la cual vuelve a descender en primavera al aumentar la tasa de transpiracioacuten del cultivo En lo que se refiere a los fosfatos su absorcioacuten tiende a mantenerse mucho maacutes estable En general se ha calculado un coeficiente entorno a 15 mmolmiddotL-1 que descendioacute a 125 en el periodo invernal debido a las dificultades que tiene la planta para absorber este ioacuten con bajas temperaturas En primavera volvioacute a aumentar debido a la mayor actividad de la planta y las mayores necesidades energeacuteticas que se presentan con altas temperaturas No obstante los valores calculados resultan algo mayores que los obtenidos por otros investigadores quizaacutes debido a que en todo momento el pH existente en el drenaje ha sido superior a 7 y a veces proacuteximo a 8 lo que ha podido provocar ciertas precipitaciones de este ioacuten Los sulfatos mostraron en cambio un amplio rango de oscilacioacuten a lo largo de la campantildea Los valores maacutes altos se registraron en los primeros meses de cultivo pero tras la entrada en produccioacuten se inicioacute un descenso paulatino de su absorcioacuten El potasio tambieacuten sufre importantes oscilaciones Su coeficiente inicial se establecioacute en unos 6 mmolmiddotL-1 aumentando posteriormente conforme se produjo el cuajado de los frutos hasta llegar a un maacuteximo de 8 al inicio de la recoleccioacuten Posteriormente tendioacute a disminuir progresivamente de forma que se alcanzoacute un miacutenimo de 4 mmolmiddotL-1 en primavera debido a la alta transpiracioacuten del cultivo en ese periodo El calcio tuvo su mayor absorcioacuten en los primeros meses de cultivo pero tras la recoleccioacuten de los primeros frutos y coincidiendo con la bajada de la temperatura y el aumento de la humedad relativa en invierno lo cual dificulta su asimilacioacuten se alcanzaron coeficientes bastante bajos (tan soacutelo 175 mmolmiddotL-1)Ya en primavera este iacutendice volvioacute a subir hasta un nivel aceptable de 25 mmolmiddotL-1 gracias a la mayor temperatura y transpiracioacuten en este periodo Hay que tener en cuenta que el calcio se absorbe de forma pasiva Finalmente el magnesio tuvo un comportamiento bastante estable y su coeficiente de absorcioacuten se situoacute entorno a 09-1 mmolmiddotL-1 valor que subioacute ligeramente al acumularse este elemento en la solucioacuten y se redujo un poco cuando fue necesario renovar dicha solucioacuten y de este modo descendioacute bruscamente su concentracioacuten Una vez conocidos los coeficientes de absorcioacuten que debemos aplicar en nuestro caso concreto resulta sencillo ajustar la solucioacuten nutritiva a utilizar en los sistemas con reuacuteso Vamos a

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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

18

Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

1 Abou-Hadid AF El-Shinawi MZ El-Beltagi AS Burrage SW (1993) Relation between water use efficiency of sweet pepper grown under NFT and rockwool under protected cultivation Acta Horticulturae 323 89-95

2 Caacutenovas F (1993) Principios baacutesicos de la hidroponiacutea Aspectos comunes y diferenciales de los cultivos con y sin suelo En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

3 Caacutenovas F Comunicacioacuten personal 4 Caacutenovas F (1995) Manejo del cultivo sin suelo En El cultivo del tomate F Nuez Ed Mundi-

Prensa Madrid 5 Caacutenovas F (1998) Gestioacuten de riegos y fertirrigacioacuten en invernadero En Tecnologiacutea de

invernaderos II Curso Superior de Especializacioacuten J Peacuterez e I M Cuadrado Direccioacuten General de Investigacioacuten y Formacioacuten Agroalimentaria FIAPA y Caja Rural de Almeriacutea

6 Garciacutea M Urrestarazu M (1999) Recirculacioacuten de la disolucioacuten nutritiva en las condiciones de los invernaderos de la Europa del Sur Caja Rural de Granada

7 Magaacuten JJ Romera MP Caacutenovas F Fernaacutendez E (1999) Ahorro de agua y nutrientes mediante un sistema de cultivo sin suelo con reuacuteso del drenaje en tomate larga vida XVII Congreso Nacional de Riegos Actas 186-193 Murcia AERYD

8 Noguera V (1993) Sistemas de solucioacuten perdida y recirculante Descripcioacuten anaacutelisis y valoracioacuten En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Coeditado por Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

9 Os EA van Ruijs MNA van Weel PA (1991) Closed business system for less pollution from greenhouse Acta Horticulturae 294 49-57

10 Os EA van (1998) Closed soilless growing systems in the Netherlands the finishing touch Acta Horticulturae 458 279-291

11 Raviv M Reuveni R Krasnovsky A Medina Sh (1995) Recirculation of rose drainage water under semi-arid conditions Acta Horticulturae 401 427-433

12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

17 Stanghellini C Van Meurs WThM Corver F Van Dullemen E Simonse L (1998) Combined effect of climate and concentration of the nutrient solution on a greenhouse tomato cropII Yield quantity and quality Acta Horticulturae458 231-237

18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
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desarrollar como ejemplo el de un cultivo de tomate en su etapa de maacuteximo desarrollo vegetativo Las cifras se expresan en mmolmiddotL-1

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3- CE

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326 04

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53 31

Coef Absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Si estamos trabajando con un 30 de lixiviacioacuten y al mismo porcentaje de reuacuteso resultaraacute aproximadamente la siguiente conductividad en la mezcla entre el agua de aporte exterior y el drenaje

CE mezcla dSmiddotm-1 Y la concentracioacuten de bicarbonatos de dicha mezcla seraacute

[HCO3-] mmolmiddotL-1

Como en la solucioacuten final hay que dejar 05 mmolmiddotL-1 de bicarbonatos para ajustar el pH a 55 la cantidad a neutralizar con aacutecido seraacute 387 - 05 = =337 mmolmiddotL-1 Tal concentracioacuten equivale en la solucioacuten de entrada a

mmolmiddotL-1 07 es el tanto por uno de agua de aporte exterior ya que se estaacute reutilizando un 30 de lixiviado Ahora ajustamos el equilibrio en mmolmiddotL-1 en base a los coeficientes de absorcioacuten estimados

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 14 15 13 6 3 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 14 15 109 592 236 0 -481

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 331 331 -331

Nitrato caacutelcico 236 472 236

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Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

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Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

21

Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

22

Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

1 Abou-Hadid AF El-Shinawi MZ El-Beltagi AS Burrage SW (1993) Relation between water use efficiency of sweet pepper grown under NFT and rockwool under protected cultivation Acta Horticulturae 323 89-95

2 Caacutenovas F (1993) Principios baacutesicos de la hidroponiacutea Aspectos comunes y diferenciales de los cultivos con y sin suelo En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

3 Caacutenovas F Comunicacioacuten personal 4 Caacutenovas F (1995) Manejo del cultivo sin suelo En El cultivo del tomate F Nuez Ed Mundi-

Prensa Madrid 5 Caacutenovas F (1998) Gestioacuten de riegos y fertirrigacioacuten en invernadero En Tecnologiacutea de

invernaderos II Curso Superior de Especializacioacuten J Peacuterez e I M Cuadrado Direccioacuten General de Investigacioacuten y Formacioacuten Agroalimentaria FIAPA y Caja Rural de Almeriacutea

6 Garciacutea M Urrestarazu M (1999) Recirculacioacuten de la disolucioacuten nutritiva en las condiciones de los invernaderos de la Europa del Sur Caja Rural de Granada

7 Magaacuten JJ Romera MP Caacutenovas F Fernaacutendez E (1999) Ahorro de agua y nutrientes mediante un sistema de cultivo sin suelo con reuacuteso del drenaje en tomate larga vida XVII Congreso Nacional de Riegos Actas 186-193 Murcia AERYD

8 Noguera V (1993) Sistemas de solucioacuten perdida y recirculante Descripcioacuten anaacutelisis y valoracioacuten En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Coeditado por Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

9 Os EA van Ruijs MNA van Weel PA (1991) Closed business system for less pollution from greenhouse Acta Horticulturae 294 49-57

10 Os EA van (1998) Closed soilless growing systems in the Netherlands the finishing touch Acta Horticulturae 458 279-291

11 Raviv M Reuveni R Krasnovsky A Medina Sh (1995) Recirculation of rose drainage water under semi-arid conditions Acta Horticulturae 401 427-433

12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

17 Stanghellini C Van Meurs WThM Corver F Van Dullemen E Simonse L (1998) Combined effect of climate and concentration of the nutrient solution on a greenhouse tomato cropII Yield quantity and quality Acta Horticulturae458 231-237

18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

23

  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 19: Sistemas de Cultivo en Sustrato

Sulfato potaacutesico 109 109 218

Nitrato potaacutesico 374 374 374

Nitrato amoacutenico 1115 223 TOTAL APORTES 14 15 109 592 236 0 -481

SOLUCIOacuteN ENTRADA 14 15 13 6 3 119 -155

Los porcentajes que debemos introducir en el programador de riego los calcularemos a partir de los mmolmiddotL-1 fijados de cada fertilizante y teniendo en cuenta las concentraciones a las que se van a preparar las soluciones madre de la misma forma que como se hariacutea en un sistema a solucioacuten perdida En cuanto a la conductividad eleacutectrica de la solucioacuten final eacutesta la obtendremos sumando la componente correspondiente al aporte de fertilizantes y la correspondiente a la mezcla de agua de aporte exterior y drenaje que es de 12 dSmiddotm-1 La primera componente la calcularemos sumando el nuacutemero de miliequivalentes de cada uno de los fertilizantes aportados (sin incluir los aacutecidos ya que se compensan aproximadamente con la destruccioacuten de bicarbonatos que provocan) dividiendo por 10 y multiplicando finalmente por el porcentaje de agua exterior que se incorpora al sistema Asiacute pues

Nordm de miliequivalentes 472 + 218 + 374 + 1115 = 11755

Incremento CE por fertilizantes dSmiddotm-1 CE de la solucioacuten final 12 + 08 = 20 dSmiddotm-1

La composicioacuten ioacutenica de la solucioacuten final que recibe el cultivo seraacute la media ponderada entre la del drenaje reutilizado y la de la solucioacuten de entrada al sistema obtenida eacutesta como suma del agua de aporte exterior y los fertilizantes incorporados

Nutrientes N H2PO4

- SO4= K+ Ca++ Mg++ HCO3

-

Solucioacuten entrada 14 15 13 6 3 119 -155

Drenaje 118 07 594 639 773 329 53

Solucioacuten final 1334 126 269 612 442 182 05

Un problema que a veces se presenta en el manejo de los sistemas cerrados es que no es posible cuadrar los coeficientes de absorcioacuten del cultivo en un momento concreto de su desarrollo con los fertilizantes normales que existen en el mercado lo que obliga a un desajuste en la solucioacuten nutritiva y a la acumulacioacuten de alguacuten ion Asiacute por ejemplo si utilizamos la misma agua de riego que en el ejemplo anterior con una concentracioacuten de bicarbonatos en el drenaje de 226 mmolmiddotL-1 y un porcentaje de recirculacioacuten del 40 y las absorciones del cultivo en un momento dado son las que se muestran a continuacioacuten entonces

19

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

20

Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

1 Abou-Hadid AF El-Shinawi MZ El-Beltagi AS Burrage SW (1993) Relation between water use efficiency of sweet pepper grown under NFT and rockwool under protected cultivation Acta Horticulturae 323 89-95

2 Caacutenovas F (1993) Principios baacutesicos de la hidroponiacutea Aspectos comunes y diferenciales de los cultivos con y sin suelo En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

3 Caacutenovas F Comunicacioacuten personal 4 Caacutenovas F (1995) Manejo del cultivo sin suelo En El cultivo del tomate F Nuez Ed Mundi-

Prensa Madrid 5 Caacutenovas F (1998) Gestioacuten de riegos y fertirrigacioacuten en invernadero En Tecnologiacutea de

invernaderos II Curso Superior de Especializacioacuten J Peacuterez e I M Cuadrado Direccioacuten General de Investigacioacuten y Formacioacuten Agroalimentaria FIAPA y Caja Rural de Almeriacutea

6 Garciacutea M Urrestarazu M (1999) Recirculacioacuten de la disolucioacuten nutritiva en las condiciones de los invernaderos de la Europa del Sur Caja Rural de Granada

7 Magaacuten JJ Romera MP Caacutenovas F Fernaacutendez E (1999) Ahorro de agua y nutrientes mediante un sistema de cultivo sin suelo con reuacuteso del drenaje en tomate larga vida XVII Congreso Nacional de Riegos Actas 186-193 Murcia AERYD

8 Noguera V (1993) Sistemas de solucioacuten perdida y recirculante Descripcioacuten anaacutelisis y valoracioacuten En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Coeditado por Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

9 Os EA van Ruijs MNA van Weel PA (1991) Closed business system for less pollution from greenhouse Acta Horticulturae 294 49-57

10 Os EA van (1998) Closed soilless growing systems in the Netherlands the finishing touch Acta Horticulturae 458 279-291

11 Raviv M Reuveni R Krasnovsky A Medina Sh (1995) Recirculation of rose drainage water under semi-arid conditions Acta Horticulturae 401 427-433

12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

17 Stanghellini C Van Meurs WThM Corver F Van Dullemen E Simonse L (1998) Combined effect of climate and concentration of the nutrient solution on a greenhouse tomato cropII Yield quantity and quality Acta Horticulturae458 231-237

18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 20: Sistemas de Cultivo en Sustrato

Nutrientes N H2PO4- SO4

= K+ Ca++ Mg++ HCO3-

Coeficientes absorcioacuten 10 15 11 75 225 1

Agua de riego 0 0 021 008 064 119 326

Aporte de fertilizantes 10 15 089 742 161 0 -393

FERTILIZANTES

mmolmiddotL-

1

Aacutecido fosfoacuterico 15 15 -15

Aacutecido niacutetrico 243 243 -243

Nitrato caacutelcico 161 322 161

Nitrato potaacutesico 435 435 435

Sulfato potaacutesico 154 154 307

TOTAL APORTES 10 15 154 742 161 0 -393

Se observa que no ha sido posible cerrar el ajuste y si queremos antildeadir todo el potasio habraacute que excederse en el aporte de nitratos en forma de nitrato potaacutesico o de sulfatos en forma de sulfato potaacutesico En principio parece maacutes adecuado esto uacuteltimo pues el cultivo tolera aceptablemente concentraciones elevadas de sulfatos y ademaacutes eacutestos provocan un menor aumento de la conductividad que los nitratos a la misma concentracioacuten en meqmiddotL-1 Otra posibilidad es utilizar una fuente de calcio o potasio quelatado o complejado con alguacuten aacutecido orgaacutenico de manera que no incorpore nitratos ni sulfatos Aunque esto resulta costoso puede ser una buena estrategia en momentos puntuales especialmente en la entrada en produccioacuten ya que en ese instante se produce como hemos visto anteriormente una reduccioacuten importante en la absorcioacuten de nitratos y un aumento en la de potasio Si el agua de riego ya de por siacute incorpora alguacuten ion a una concentracioacuten superior a la que es capaz de absorber el cultivo resultaraacute inevitable la acumulacioacuten progresiva de ese ion en la solucioacuten Eacuteste es el caso del magnesio en los ejemplos anteriores aunque lo maacutes tiacutepico es que se produzca con el sodio y el cloro los cuales son tomados en muy bajas concentraciones y frecuentemente aparecen en nuestras aguas a concentraciones netamente superiores a sus coeficientes de absorcioacuten En el cuadro 3 se indican los valores obtenidos de dichos coeficientes para distintas especies a dos concentraciones distintas de cloruro soacutedico a nivel radicular por Sonneveld y Van der Burg (15)

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Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

22

Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

1 Abou-Hadid AF El-Shinawi MZ El-Beltagi AS Burrage SW (1993) Relation between water use efficiency of sweet pepper grown under NFT and rockwool under protected cultivation Acta Horticulturae 323 89-95

2 Caacutenovas F (1993) Principios baacutesicos de la hidroponiacutea Aspectos comunes y diferenciales de los cultivos con y sin suelo En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

3 Caacutenovas F Comunicacioacuten personal 4 Caacutenovas F (1995) Manejo del cultivo sin suelo En El cultivo del tomate F Nuez Ed Mundi-

Prensa Madrid 5 Caacutenovas F (1998) Gestioacuten de riegos y fertirrigacioacuten en invernadero En Tecnologiacutea de

invernaderos II Curso Superior de Especializacioacuten J Peacuterez e I M Cuadrado Direccioacuten General de Investigacioacuten y Formacioacuten Agroalimentaria FIAPA y Caja Rural de Almeriacutea

6 Garciacutea M Urrestarazu M (1999) Recirculacioacuten de la disolucioacuten nutritiva en las condiciones de los invernaderos de la Europa del Sur Caja Rural de Granada

7 Magaacuten JJ Romera MP Caacutenovas F Fernaacutendez E (1999) Ahorro de agua y nutrientes mediante un sistema de cultivo sin suelo con reuacuteso del drenaje en tomate larga vida XVII Congreso Nacional de Riegos Actas 186-193 Murcia AERYD

8 Noguera V (1993) Sistemas de solucioacuten perdida y recirculante Descripcioacuten anaacutelisis y valoracioacuten En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Coeditado por Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

9 Os EA van Ruijs MNA van Weel PA (1991) Closed business system for less pollution from greenhouse Acta Horticulturae 294 49-57

10 Os EA van (1998) Closed soilless growing systems in the Netherlands the finishing touch Acta Horticulturae 458 279-291

11 Raviv M Reuveni R Krasnovsky A Medina Sh (1995) Recirculation of rose drainage water under semi-arid conditions Acta Horticulturae 401 427-433

12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

17 Stanghellini C Van Meurs WThM Corver F Van Dullemen E Simonse L (1998) Combined effect of climate and concentration of the nutrient solution on a greenhouse tomato cropII Yield quantity and quality Acta Horticulturae458 231-237

18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 21: Sistemas de Cultivo en Sustrato

Cuadro 3 Concentraciones absorbidas de Na y Cl en mmolmiddotL-1 para algunas especies cultivadas a dos niveles diferentes de ambos iones en el ambiente radicular (15)

Concentracioacuten en el ambiente radicular lt 5 mmolmiddotL-1 10 mmolmiddotL-1

ESPECIE Na+ Cl- Na+ Cl- Tomate 04 06 08 10 Pimiento 02 03 03 07 Pepino 03 03 11 15 Berenjena 01 03 04 07

La forma de evitar una acumulacioacuten excesiva de tales iones que pueda resultar nociva para el cultivo es eliminando perioacutedicamente el drenaje del sistema antes de que se alcance una concentracioacuten demasiado alta o tirando pequentildeas cantidades de manera maacutes o menos continua para evitar fluctuaciones en las concentraciones de los distintos elementos De este modo llamando

X a la diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada (porcentaje de agua eliminada del sistema)

Pa al porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo

Cg a la concentracioacuten del ioacuten limitante en el agua de aporte exterior

Ca al coeficiente de absorcioacuten del cultivo para ese ioacuten

Cm a la concentracioacuten maacutexima que se permite para ese ioacuten en el drenaje

se obtiene

[4] expresioacuten que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulacioacuten del ion por encima de su concentracioacuten maacutexima permitida Sin embargo para poder utilizar esta expresioacuten es necesario definir en primer lugar cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima que podemos tolerar en la solucioacuten de entorno del ion limitante y eacutesta no es una cuestioacuten faacutecil pues ademaacutes de depender de la especie de la que se trate tambieacuten estaacute influida por muchos otros factores como son las condiciones ambientales los antecedentes del cultivo etc No obstante en el cuadro 4 se indican las concentraciones de cloruro soacutedico a las cuales la legislacioacuten holandesa permite eliminar el drenaje del sistema para evitar mermas productivas en diferentes cultivos

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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

1 Abou-Hadid AF El-Shinawi MZ El-Beltagi AS Burrage SW (1993) Relation between water use efficiency of sweet pepper grown under NFT and rockwool under protected cultivation Acta Horticulturae 323 89-95

2 Caacutenovas F (1993) Principios baacutesicos de la hidroponiacutea Aspectos comunes y diferenciales de los cultivos con y sin suelo En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

3 Caacutenovas F Comunicacioacuten personal 4 Caacutenovas F (1995) Manejo del cultivo sin suelo En El cultivo del tomate F Nuez Ed Mundi-

Prensa Madrid 5 Caacutenovas F (1998) Gestioacuten de riegos y fertirrigacioacuten en invernadero En Tecnologiacutea de

invernaderos II Curso Superior de Especializacioacuten J Peacuterez e I M Cuadrado Direccioacuten General de Investigacioacuten y Formacioacuten Agroalimentaria FIAPA y Caja Rural de Almeriacutea

6 Garciacutea M Urrestarazu M (1999) Recirculacioacuten de la disolucioacuten nutritiva en las condiciones de los invernaderos de la Europa del Sur Caja Rural de Granada

7 Magaacuten JJ Romera MP Caacutenovas F Fernaacutendez E (1999) Ahorro de agua y nutrientes mediante un sistema de cultivo sin suelo con reuacuteso del drenaje en tomate larga vida XVII Congreso Nacional de Riegos Actas 186-193 Murcia AERYD

8 Noguera V (1993) Sistemas de solucioacuten perdida y recirculante Descripcioacuten anaacutelisis y valoracioacuten En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Coeditado por Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

9 Os EA van Ruijs MNA van Weel PA (1991) Closed business system for less pollution from greenhouse Acta Horticulturae 294 49-57

10 Os EA van (1998) Closed soilless growing systems in the Netherlands the finishing touch Acta Horticulturae 458 279-291

11 Raviv M Reuveni R Krasnovsky A Medina Sh (1995) Recirculation of rose drainage water under semi-arid conditions Acta Horticulturae 401 427-433

12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

17 Stanghellini C Van Meurs WThM Corver F Van Dullemen E Simonse L (1998) Combined effect of climate and concentration of the nutrient solution on a greenhouse tomato cropII Yield quantity and quality Acta Horticulturae458 231-237

18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
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Cuadro 4 Contenido de sodio en el drenaje por encima del cual estaacute permitida en Holanda su emisioacuten al agua superficial (10)

CULTIVO Contenido de Na+ (mmolmiddotL-1) Tomate 8 Pimiento dulce 6 Pepino 6 Berenjena 6 Meloacuten 6 Calabaciacuten 6 Fresa 3 Rosa 4 Clavel 4 Gerbera 4 Anthurium 3 Cymbidium 1 Otros 5

Aunque es de suponer que estos liacutemites incluyen un margen de seguridad de cara al agricultor parecen algo bajos para la zona de Almeriacutea pues la experiencia local indica que por ejemplo el tomate puede soportar perfectamente en invierno concentraciones de cloruro soacutedico de 20 mmolmiddotL-1 si la conductividad de la solucioacuten de entorno no supera unos 55 dSmiddotm-1 Loacutegicamente este liacutemite hay que reducirlo considerablemente en primavera pues el deacuteficit de presioacuten de vapor y la radiacioacuten son mayores y la tasa de transpiracioacuten del cultivo maacutes alta de manera que la planta necesita una menor presioacuten osmoacutetica en la rizosfera para poder absorber la gran cantidad de agua que pierde en esas condiciones A la vista de la afirmacioacuten anterior se desprende que es posible aumentar la tolerancia a la salinidad del cultivo manipulando las condiciones ambientales del invernadero para lo cual resulta necesario disponer de los sistemas de control climaacutetico pertinentes como pueda ser un equipo adecuado de nebulizacioacuten con el que poder aumentar la humedad relativa y bajar la temperatura Se trata en definitiva de reducir el deacuteficit de presioacuten de vapor para que disminuya la transpiracioacuten del cultivo De hecho diversas experiencias llevadas a cabo al efecto (16 17) demuestran como cultivos que se encuentran a un bajo deacuteficit de presioacuten de vapor son capaces de soportar muy aceptablemente altos niveles salinos al contrario que aquellos sometidos a mayores niveles En definitiva este tipo de estrategias van a permitir un aumento de la concentracioacuten maacutexima admisible a nivel radicular de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego al tiempo que puede conseguirse un mayor coeficiente de absorcioacuten de los mismos con lo que se reduciraacute el porcentaje de solucioacuten que es necesario eliminar del sistema para no sobrepasar tales liacutemites y se obtendraacute un aumento de la eficiencia en el uso del agua Es eacuteste un amplio campo auacuten por investigar En el caso de que resulte necesario eliminar del sistema un cierto porcentaje de lixiviado para evitar la acumulacioacuten excesiva de alguacuten ion hay que modificar ligeramente las concentraciones de nutrientes a incorporar con el agua de aporte exterior pues una parte de dichos nutrientes se perderaacuten con el descarte La foacutermula a emplear para calcular dicha concentracioacuten de entrada seraacute la siguiente

[5] donde

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Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

1 Abou-Hadid AF El-Shinawi MZ El-Beltagi AS Burrage SW (1993) Relation between water use efficiency of sweet pepper grown under NFT and rockwool under protected cultivation Acta Horticulturae 323 89-95

2 Caacutenovas F (1993) Principios baacutesicos de la hidroponiacutea Aspectos comunes y diferenciales de los cultivos con y sin suelo En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

3 Caacutenovas F Comunicacioacuten personal 4 Caacutenovas F (1995) Manejo del cultivo sin suelo En El cultivo del tomate F Nuez Ed Mundi-

Prensa Madrid 5 Caacutenovas F (1998) Gestioacuten de riegos y fertirrigacioacuten en invernadero En Tecnologiacutea de

invernaderos II Curso Superior de Especializacioacuten J Peacuterez e I M Cuadrado Direccioacuten General de Investigacioacuten y Formacioacuten Agroalimentaria FIAPA y Caja Rural de Almeriacutea

6 Garciacutea M Urrestarazu M (1999) Recirculacioacuten de la disolucioacuten nutritiva en las condiciones de los invernaderos de la Europa del Sur Caja Rural de Granada

7 Magaacuten JJ Romera MP Caacutenovas F Fernaacutendez E (1999) Ahorro de agua y nutrientes mediante un sistema de cultivo sin suelo con reuacuteso del drenaje en tomate larga vida XVII Congreso Nacional de Riegos Actas 186-193 Murcia AERYD

8 Noguera V (1993) Sistemas de solucioacuten perdida y recirculante Descripcioacuten anaacutelisis y valoracioacuten En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Coeditado por Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

9 Os EA van Ruijs MNA van Weel PA (1991) Closed business system for less pollution from greenhouse Acta Horticulturae 294 49-57

10 Os EA van (1998) Closed soilless growing systems in the Netherlands the finishing touch Acta Horticulturae 458 279-291

11 Raviv M Reuveni R Krasnovsky A Medina Sh (1995) Recirculation of rose drainage water under semi-arid conditions Acta Horticulturae 401 427-433

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18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO
Page 23: Sistemas de Cultivo en Sustrato

Ce es la concentracioacuten necesaria del ioacuten para el que realizamos el caacutelculo en la solucioacuten de entrada al sistema Ca es el coeficiente de absorcioacuten para ese ioacuten Cr es la concentracioacuten de ese ioacuten en la solucioacuten de descarte (o en el drenaje) Pa es el porcentaje de agua absorbida por el cultivo X es el porcentaje de agua eliminada del sistema

5 BIBLIOGRAFIacuteA

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2 Caacutenovas F (1993) Principios baacutesicos de la hidroponiacutea Aspectos comunes y diferenciales de los cultivos con y sin suelo En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

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invernaderos II Curso Superior de Especializacioacuten J Peacuterez e I M Cuadrado Direccioacuten General de Investigacioacuten y Formacioacuten Agroalimentaria FIAPA y Caja Rural de Almeriacutea

6 Garciacutea M Urrestarazu M (1999) Recirculacioacuten de la disolucioacuten nutritiva en las condiciones de los invernaderos de la Europa del Sur Caja Rural de Granada

7 Magaacuten JJ Romera MP Caacutenovas F Fernaacutendez E (1999) Ahorro de agua y nutrientes mediante un sistema de cultivo sin suelo con reuacuteso del drenaje en tomate larga vida XVII Congreso Nacional de Riegos Actas 186-193 Murcia AERYD

8 Noguera V (1993) Sistemas de solucioacuten perdida y recirculante Descripcioacuten anaacutelisis y valoracioacuten En Cultivos sin suelo Curso Superior de Especializacioacuten F Caacutenovas y J R Diacuteaz Coeditado por Instituto de Estudios Almerienses y FIAPA

9 Os EA van Ruijs MNA van Weel PA (1991) Closed business system for less pollution from greenhouse Acta Horticulturae 294 49-57

10 Os EA van (1998) Closed soilless growing systems in the Netherlands the finishing touch Acta Horticulturae 458 279-291

11 Raviv M Reuveni R Krasnovsky A Medina Sh (1995) Recirculation of rose drainage water under semi-arid conditions Acta Horticulturae 401 427-433

12 Ruijs MNA Van Os EA (1991) Economic evaluation of bussiness systems with a lower degree of environmental pollution Acta Horticulturae 295 79-84

13 Ruijs MNA (1994) Economic evaluation of closed production systems in glasshouse horticulturae Acta Horticulturae 340 87-89

14 Sonneveld C (1981) Items for application of macroelements in soilless cultures Acta Horticulturae 126 187-195

15 Sonneveld C Van Der Burg AMM (1991) Sodium chloride salinity in fruit vegetable crops in soilless culture Netherlands Journal of Agricultural Science 39 115-122

16 Soria T Romero-Aranda R Cuartero J (1999) Consumo de agua en plantas de tomate interaccioacuten entre una moderada salinidad en el agua de riego y la humidificacioacuten ambiental del invernadero VIII Congreso Nacional de Ciencias Hortiacutecolas Actas 453-458 Murcia SECH

17 Stanghellini C Van Meurs WThM Corver F Van Dullemen E Simonse L (1998) Combined effect of climate and concentration of the nutrient solution on a greenhouse tomato cropII Yield quantity and quality Acta Horticulturae458 231-237

18 Uronen KR (1995) Leaching of nutrients and yield of tomato in peat and rockwool with open and closed system Acta Horticulturae 401 443-449

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  • SISTEMAS DE CULTIVO EN SUSTRATO A SOLUCIOacuteN PERDIDA Y CON RECIRCULACIOacuteN DEL LIXIVIADO