Calidad del agua de riego.
La calidad del agua empleada para los cultivos hidropónicos debe ser la misma que para el consumo humano o animal. Uno de los factores más importante para que los cultivos se desarrollen correctamente es el control cualitativo del agua (Van Assche and Vangheel, 1994); aniones, cationes, pH, conductividad eléctrica, concentración de nitratos, boro y carbonatos o la salinidad definen claramente la calidad del agua de riego.
La demanda de agua tiene una oscilación similar a la temperatura, tanto diariamente como a lo largo del ciclo vegetativo. Cabe señalar que las raíces pierden su capacidad de asimilación, por falta de oxígeno, cuando se encuentran saturadas de agua; si la situación de asfixia se alarga más de 12 horas, esta incapacidad se torna irreversible.
En cuanto a la calidad, conviene disponer del análisis de las aguas empleadas durante el verano -la época más salina-, de forma que si nos encontremos con un agua blanda podamos utilizar sulfatos y fosfatos como fertilizantes; en caso contrario, si el agua es dura (exceso de sales calcio y magnesio) el empleo de estos fertilizantes originaría incrustaciones en los canales, siendo imprescindible el uso de sales en disolución de carácter ácido. Respecto a la calidad biológica del agua, conviene recordar que su almacenamiento en estanques, a plena luz, favorece la multiplicación de bacterias y algas.
Disoluciones nutritivas tipo.
La preparación de disoluciones nutritivas se basa en un equilibrio previo entre los nutrientes procedentes del agua de riego y los valores óptimos para ese cultivo. La diferencia entre ambos será el aporte perfecto. Habitualmente, las disoluciones nutritivas se preparan a partir de disoluciones madres, de concentración 200 veces superior a la disolución final en el caso de los macroelementos y el Fe (hierro) y 1.000 veces superior en cuanto a los micronutrientes. El pH de las disoluciones se ajusta entre 5.5 y 6.0 mediante la adición de NaOH o HCl.
Enfermedades de las plantas en los cultivos sin suelo.
Inicialmente se pensaba que la técnica de los cultivos sin suelo iba a evitar las infecciones que habitualmente ocurrían en los cultivos convencionales. Sin embargo esto no ha sido así. Al transferir una planta que crece en un suelo y por tanto desarrolla un equilibrio frente a acciones físico-químicas y biológicas, a un medio donde existe un vacío biológico, se ha incrementado la posibilidad de epidemias (Van Assche and Vangheel, 1989). Por tanto, la mayoría de los agentes patógenos que afectan a la raíz en los cultivos con suelo, existen también en los cultivos sin suelo.
El problema de las enfermedades puede ser diferente o tener distinta extensión en los cultivos sin suelo. Por ejemplo algunos patógenos como Pythium, Phytophthora, cucumber Green Mottle Mosaic Virus y tomato Mosaic Virusque afectan menos a los cultivos tradicionales pero pueden ser importantes en hidroponía. Otro agravante, es la facilidad de transmisión a través de la recirculación del agua. Estos problemas, como sugieren Van Assche y Vangheed (1994), pueden resolverse optimizando las condiciones de crecimiento de las plantas (incremento del efecto buffer, añadiendo ácidos húmicos o introduciendo bacterias antagonistas dentro del sustrato o el contenedor de aeroponía).
Otra forma de combatir estas infecciones es por medio de productos químicos. Esta técnica debe usarse con mucha precisión, ya que errores en la dosificación de los productos, para el caso de los cultivos sin suelo, es mucho más importante que en los convencionales. Por tanto, es necesario realizar un exhaustivo análisis de la disolución nutritiva (solubilidad, fitotoxicidad). Asimismo, debe medirse el nivel residual de los productos químicos en las plantas y en los frutos. La desinfección de la disolución nutritiva en los sistemas cerrados resulta vital. Los métodos empleados con más frecuencia son: ultrasonidos, ozonificación y radiación UV. Los sustratos reutilizables como la lana de roca y el poliuretano pueden desinfectarse por chorro de vapor entre 100-100ºC durante 10 minutos. De esta forma se evitan infecciones por patógenos.
Condicionantes externos para el desarrollo de los cultivos: la fertirrigación.
En los países Tropicales, la mayoría de los invernaderos son simples estructuras recubiertas con films de plásticos provistos de equipos sencillos que controlan la temperatura y el riego. Esta situación ocasiona problemas que afectan a la producción y a la calidad de los productos. El control de determinados factores como la temperatura, ventilación, radiación, concentración de CO2 y nutrición mineral de la planta es de suma importancia si queremos optimizar los resultados. Sin embargo, uno de los factores más importantes en los cultivos sin suelo lo constituye la fertirrigación. Por fertirrigación se entiende el suministro o dosificación de fertilizantes, repartidos durante todos los días del ciclo de cultivo, lo que permite hacer frente a los problemas que pueda originar un exceso transitorio de fertilizantes en el sustrato. El sistema de fertirrigación es, hoy en día, el método más racional de que disponemos para realizar una fertilización optimizada. A continuación señalaremos sus principales ventajas e inconvenientes:
a. Ventajas de la fertirrigación.
Ø Dosificación racional de los fertilizantes.
Ø Ahorro considerable de agua.
Ø Utilización de aguas incluso de mala calidad.
Ø Nutrición del cultivo optimizada y por lo tanto aumento de rendimientos y calidad de frutos.
Ø Control de la contaminación.
Ø Mayor eficacia y rentabilidad de los fertilizantes.
Ø Adaptación de los fertilizantes a un cultivo, sustrato, agua de riego y condiciones climáticas determinadas, durante todos y cada uno de los días del ciclo.
b. Inconvenientes de la fertirrigación.
Ø Coste inicial de las infraestructuras. No obstante la duración del cabezal de riego puede amortizarlo totalmente.
Ø Obturación de los goteros.
Ø Necesidad del manejo por personal especializado.
c. Proceso de fertirrigación.
Resulta esencial la preparación adecuada del sustrato para que la aplicación de fertilizantes en el riego tenga la máxima eficacia. Desde que se fabrica una disolución concentrada, lo que en el argot se conoce con el nombre de disolución madre, en un cabezal de riego, hasta que la planta absorbe los nutrientes de la disolución del sustrato, resultado de la interacción entre la disolución que llega a los goteros y dicho sustrato, transcurren una serie de etapas en el proceso de fertirrigación que puedan provocar un gran número de problemas.
El sistema de cabezal de riego consta de diferentes módulos, distribuidos según una secuencia lógica de mezcla de fertilizantes y agua de riego. En primer lugar están los tanques de fertilizantes y de las disoluciones concentradas de fertilizantes y las de lavado (frecuentemente ácidas), alternativamente, según el programa establecido de tiempos y las concentraciones optimizadas. El agua de riego, convenientemente filtrada, se mezcla con las disoluciones extraídas por el inyector en la proporción dispuesta. Así, se obtiene la disolución fertilizantes que, después de filtrada, llega a los goteros. Esta disolución reacciona con el sustrato y da lugar a la disolución nutritiva definitiva, de la que realmente se alimenta la planta.
Conclusiones finales.
La transición de los cultivos tradicionales a aquellos sin suelo no resulta sencilla para la mayoría de los países. Este cambio trae consigo una serie de problemas añadidos, entre los que podríamos citar un mayor conocimiento técnico por parte de los agricultores o una mejora en las instalaciones existentes.
A continuación se señalan los puntos básicos a tener en cuenta y las mejoras que llevan implícitas:
Ø Control de los factores climáticos. Se traduce en una mejora tanto de las estructuras como de la eficacia del equipo (control de la temperatura, pH, humedad, ventilación, concentración de CO2, intensidad luminosa, etc.).
Ø Mejora del entorno radicular. Conlleva un control exhaustivo del agua de riego y de la disolución nutritiva que se le suministra a la planta (composición de la disolución nutritiva, equilibrio de nutrientes para evitar antagonismos o sinergias indeseables, pH, temperatura óptima de la disolución y control de gérmenes patógenos (esterilización)
Ø Formación técnica de los agricultores con el fin de que puedan utilizar los equipos de manera sencilla y aprendan a controlar los parámetros físico-químicos.
Ø La elección de los sustratos. Hemos visto que la mayoría pueden ser utilizados con un elevado porcentaje de éxito, siempre y cuando mantengan unas excelentes cualidades físicas y químicas y exista un equilibrio agua de riego-disolución nutritiva que garantice un aporte de nutrientes preciso en cada estadio del ciclo vegetativo.
Respecto a los problemas medioambientales debemos tener muy presente los residuos originados por los materiales utilizados como sustratos. Una excelente solución sería su reutilización aunque los procesos de degradación, inherentes a algunos, hacen que no siempre sea posible. Asimismo, sería muy interesante limitar los sistemas abiertos dado que el agua sobrante pasa a los acuíferos con la consiguiente contaminación. Por supuesto, un ajuste de la disolución nutritiva a las necesidades metabólicas de la planta, minimiza el riesgo de vertidos, pero en ocasiones existen pérdidas inevitables. Una solución alternativa pasa por la utilización de sistemas cerrados, donde se reutiliza tanto el agua como los nutrientes; en tal caso, debe ajustarse la concentración de elementos nutritivos -no se debe olvidar que la planta ya ha consumido nutrientes previamente- a las necesidades del ciclo.
La calidad del agua empleada para los cultivos hidropónicos debe ser la misma que para el consumo humano o animal. Uno de los factores más importante para que los cultivos se desarrollen correctamente es el control cualitativo del agua (Van Assche and Vangheel, 1994); aniones, cationes, pH, conductividad eléctrica, concentración de nitratos, boro y carbonatos o la salinidad definen claramente la calidad del agua de riego. La demanda de agua tiene una oscilación similar a la temperatura, tanto diariamente como a lo largo del ciclo vegetativo. Cabe señalar que las raíces pierden su capacidad de asimilación, por falta de oxígeno, cuando se encuentran saturadas de agua; si la situación de asfixia se alarga más de 12 horas, esta incapacidad se torna irreversible.
En cuanto a la calidad, conviene disponer del análisis de las aguas empleadas durante el verano -la época más salina-, de forma que si nos encontremos con un agua blanda podamos utilizar sulfatos y fosfatos como fertilizantes; en caso contrario, si el agua es dura (exceso de sales calcio y magnesio) el empleo de estos fertilizantes originaría incrustaciones en los canales, siendo imprescindible el uso de sales en disolución de carácter ácido. Respecto a la calidad biológica del agua, conviene recordar que su almacenamiento en estanques, a plena luz, favorece la multiplicación de bacterias y algas.
Disoluciones nutritivas tipo.
Enfermedades de las plantas en los cultivos sin suelo.
Inicialmente se pensaba que la técnica de los cultivos sin suelo iba a evitar las infecciones que habitualmente ocurrían en los cultivos convencionales. Sin embargo esto no ha sido así. Al transferir una planta que crece en un suelo y por tanto desarrolla un equilibrio frente a acciones físico-químicas y biológicas, a un medio donde existe un vacío biológico, se ha incrementado la posibilidad de epidemias (Van Assche and Vangheel, 1989). Por tanto, la mayoría de los agentes patógenos que afectan a la raíz en los cultivos con suelo, existen también en los cultivos sin suelo.
El problema de las enfermedades puede ser diferente o tener distinta extensión en los cultivos sin suelo. Por ejemplo algunos patógenos como Pythium, Phytophthora, cucumber Green Mottle Mosaic Virus y tomato Mosaic Virusque afectan menos a los cultivos tradicionales pero pueden ser importantes en hidroponía. Otro agravante, es la facilidad de transmisión a través de la recirculación del agua. Estos problemas, como sugieren Van Assche y Vangheed (1994), pueden resolverse optimizando las condiciones de crecimiento de las plantas (incremento del efecto buffer, añadiendo ácidos húmicos o introduciendo bacterias antagonistas dentro del sustrato o el contenedor de aeroponía).
Otra forma de combatir estas infecciones es por medio de productos químicos. Esta técnica debe usarse con mucha precisión, ya que errores en la dosificación de los productos, para el caso de los cultivos sin suelo, es mucho más importante que en los convencionales. Por tanto, es necesario realizar un exhaustivo análisis de la disolución nutritiva (solubilidad, fitotoxicidad). Asimismo, debe medirse el nivel residual de los productos químicos en las plantas y en los frutos. La desinfección de la disolución nutritiva en los sistemas cerrados resulta vital. Los métodos empleados con más frecuencia son: ultrasonidos, ozonificación y radiación UV. Los sustratos reutilizables como la lana de roca y el poliuretano pueden desinfectarse por chorro de vapor entre 100-100ºC durante 10 minutos. De esta forma se evitan infecciones por patógenos.
Condicionantes externos para el desarrollo de los cultivos: la fertirrigación.
Ø Dosificación racional de los fertilizantes.
Ø Ahorro considerable de agua.
Ø Utilización de aguas incluso de mala calidad.
Ø Nutrición del cultivo optimizada y por lo tanto aumento de rendimientos y calidad de frutos.
Ø Control de la contaminación.
Ø Mayor eficacia y rentabilidad de los fertilizantes.
Ø Adaptación de los fertilizantes a un cultivo, sustrato, agua de riego y condiciones climáticas determinadas, durante todos y cada uno de los días del ciclo.
b. Inconvenientes de la fertirrigación.
Ø Coste inicial de las infraestructuras. No obstante la duración del cabezal de riego puede amortizarlo totalmente.
Ø Obturación de los goteros.
Ø Necesidad del manejo por personal especializado.
c. Proceso de fertirrigación.
Resulta esencial la preparación adecuada del sustrato para que la aplicación de fertilizantes en el riego tenga la máxima eficacia. Desde que se fabrica una disolución concentrada, lo que en el argot se conoce con el nombre de disolución madre, en un cabezal de riego, hasta que la planta absorbe los nutrientes de la disolución del sustrato, resultado de la interacción entre la disolución que llega a los goteros y dicho sustrato, transcurren una serie de etapas en el proceso de fertirrigación que puedan provocar un gran número de problemas.
El sistema de cabezal de riego consta de diferentes módulos, distribuidos según una secuencia lógica de mezcla de fertilizantes y agua de riego. En primer lugar están los tanques de fertilizantes y de las disoluciones concentradas de fertilizantes y las de lavado (frecuentemente ácidas), alternativamente, según el programa establecido de tiempos y las concentraciones optimizadas. El agua de riego, convenientemente filtrada, se mezcla con las disoluciones extraídas por el inyector en la proporción dispuesta. Así, se obtiene la disolución fertilizantes que, después de filtrada, llega a los goteros. Esta disolución reacciona con el sustrato y da lugar a la disolución nutritiva definitiva, de la que realmente se alimenta la planta.
A continuación se señalan los puntos básicos a tener en cuenta y las mejoras que llevan implícitas:
Ø Control de los factores climáticos. Se traduce en una mejora tanto de las estructuras como de la eficacia del equipo (control de la temperatura, pH, humedad, ventilación, concentración de CO2, intensidad luminosa, etc.).
Ø Mejora del entorno radicular. Conlleva un control exhaustivo del agua de riego y de la disolución nutritiva que se le suministra a la planta (composición de la disolución nutritiva, equilibrio de nutrientes para evitar antagonismos o sinergias indeseables, pH, temperatura óptima de la disolución y control de gérmenes patógenos (esterilización)
Ø Formación técnica de los agricultores con el fin de que puedan utilizar los equipos de manera sencilla y aprendan a controlar los parámetros físico-químicos.
Ø La elección de los sustratos. Hemos visto que la mayoría pueden ser utilizados con un elevado porcentaje de éxito, siempre y cuando mantengan unas excelentes cualidades físicas y químicas y exista un equilibrio agua de riego-disolución nutritiva que garantice un aporte de nutrientes preciso en cada estadio del ciclo vegetativo.
Respecto a los problemas medioambientales debemos tener muy presente los residuos originados por los materiales utilizados como sustratos. Una excelente solución sería su reutilización aunque los procesos de degradación, inherentes a algunos, hacen que no siempre sea posible. Asimismo, sería muy interesante limitar los sistemas abiertos dado que el agua sobrante pasa a los acuíferos con la consiguiente contaminación. Por supuesto, un ajuste de la disolución nutritiva a las necesidades metabólicas de la planta, minimiza el riesgo de vertidos, pero en ocasiones existen pérdidas inevitables. Una solución alternativa pasa por la utilización de sistemas cerrados, donde se reutiliza tanto el agua como los nutrientes; en tal caso, debe ajustarse la concentración de elementos nutritivos -no se debe olvidar que la planta ya ha consumido nutrientes previamente- a las necesidades del ciclo.
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