Cultivos hidropónicos - fertirrigación y su importancia en los cultivos

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Un buen sistema de fertirrigación en cultivos hidropónicos garantiza en gran parte el éxito y una buena producción; dado que permite la aplicación exacta y uniforme de nutrientes al sistema radicular de cada planta.

También está relacionado con la etapa fenológica del cultivo, características climáticas del ambiente de producción y la calidad del agua.

Asimismo, estos sistemas se pueden automatizar para el monitoreo de su funcionamiento en forma periódica; de modo que permite mayor eficiencia y eficacia en la unidad de producción.

Cabe resaltar que el espacio donde crecen las raíces en hidroponía está limitado, la mayoría de los sustratos presenta poca capacidad amortiguadora; por eso son sistemas muy sensibles a imprevistos y cambios de la solución nutritiva.

Para garantizar condiciones óptimas se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones.

Consideraciones en fertirrigación hidropónica

Índice del artículo

1 Consideraciones en fertirrigación hidropónica
- 1.1 Calidad de agua
- 1.2 Recomendaciones para el equipo de fertirriego
2 Ciclos de fertiriego
- 2.1 Factores relacionados con el ciclo de fertiriego
3 ¿Cómo preparar la solución nutritiva para la fertirrigación?
4 Tipos de cultivos hidropónicos según tipo de fertirrigación
5 Avances en fertirrigación
6 Referencias Consultadas
- 6.1 Galería de imágenes de fertirrigación en hidroponía

Calidad de agua

Si la calidad del agua no es buena, se convierte en un elemento limitante en la fertirrigación hidropónica; por el hecho que en esta se usan sustratos inertes (sin nutrientes) y la solución nutritiva proporciona todos los minerales necesarios para el desarrollo de las plantas.

Así los nutrientes deben ser disueltos en agua de calidad, estando disponibles para las plantas en todo momento.

En este sentido, se deben considerar las características físicas y químicas del agua, mantenerlas adecuadamente para:

Implementar un buen sistema de fertirrigación.
Realizar los ajustes que se requieran.
Mantener monitoreo constante.

Dentro de estas características mencionamos las siguientes.

Características físicas

Se debe revisar si existe la presencia de limos y materiales en suspensión; esto generalmente se puede apreciar de forma visual por la turbidez del agua.

De manera que para evitar el paso de estas partículas al sistema de riego se debe:

Realizar un proceso de filtración.
Utilizar la fuente de agua más limpia posible.

Características químicas

pH

Es muy importante, si se encuentra en el rango adecuado permite la asimilación y disponibilidad de nutrientes para nuestras plantas.

De lo contrario se acumularían en el sustrato en forma de sales insolubles y las plantas no lo podrían aprovechar; también pueden intoxicarse, en ambos casos el producto final sería una planta enferma o muerta.

En cuanto al rango de valores de pH para la asimilación de los nutrientes es de 5,5 a 7,5; con un óptimo de 6,5 a 7.

Conductividad Eléctrica (CE)

Es un parámetro relacionado con el total de sales disueltas que permitirá conocer si la solución excede o carece de la cantidad de nutrientes para los cultivos; así el rango recomendable es de 1,5 mS a 3 mS o de 750 a 1500 ppm.

Dureza

El agua dura contiene una alta concentración de algunos compuestos minerales como magnesio y calcio; así un exceso puede averiar tu sistema de riego obstruyendo el flujo de agua a los emisores o la tubería.

De esta forma el sistema no es funcional para tu cultivo; igualmente, en el sistema de raíz flotante puede tapar las perforaciones del sistema de oxigenación.

Oxigeno disuelto

El oxígeno es importante para el desarrollo de un sistema de raíces saludable; tanto para la respiración de la raíz, como para dar soporte a la comunidad benéfica de bacterias aeróbicas en la zona radical.

Por esta razón se recomiendan niveles de oxígeno disuelto (OD) iguales o mayores a 5 mg/L; lo contrario puede resultar en el detrimento o muerte de las plantas.

Recomendaciones para el equipo de fertirriego

Disponer de un buen equipo de fertirriego que permita mezclar los fertilizantes adecuadamente y permita uniformidad en las aplicaciones.
Usar mangueras de goteo con poco espacio entre goteros (20-30 cm).
Dependiendo del sistema lo ideal es usar bajos caudales, entre 1-16 litros por hora.
Para goteros tipo estaca:
- Colocar al lado de la planta durante los primeros 15 días.
- Luego se debe retirar a unos 10-15 cm para que no ocurra problemas por hongos por exceso de humedad en la bases de las plantas.
Garantizar el drenaje adecuado que permita la oxigenación radical necesaria para el buen desarrollo de la planta.

Ciclos de fertiriego

Los ciclos de riego en cultivos hidropónicos dependen de los siguientes factores:

Condiciones climáticas (temperatura, humedad relativa, radiación y viento).
Estado de la planta.
Capacidad del sustrato mantener la humedad.

Cabe destacar que para evitar exceso de riego y deterioro del sistema los ciclos se realizan de forma alternada; es decir, un tiempo para riego y otro de apagado del sistema.

De modo que solo sea ciclos continuos en las horas del día más calurosas; para ello es importante disponer de controlador de riego ( timer).

Factores relacionados con el ciclo de fertiriego

Temperatura y duración del día

Algunos expertos recomiendan las siguientes modalidades de riego, de acuerdo a la temperatura y duración del día; a continuación se muestran dos ejemplos:

Situación 1

Amanece a las 7:30 am, oscurece a las 19:30 horas.

Temperatura del día: 10-24°C

Horario	Ciclos
7:30 a 12:00	15 minutos de riego y 30 minutos apagado
12:00 a 15.00	15 minutos de riego y 15 minutos apagado
15:00 a 19:30	15 minutos de riego y 30 minutos apagado
19:30 a 7:30	Apagado

Situación 2

Amanece a las 7:00 am oscurece a las 21:00 horas.

Temperatura del día: 15-35°C

Horario	Ciclos
7:00 a 10:30	15 minutos de riego y 30 minutos apagado
10:30 a 12:00	15 minutos de riego y 15 minutos apagado
12:00 a 16:00	Riego continuo
16:00 a 18:30	15 minutos de riego y 15 minutos apagado
18:30 a 21:00	15 minutos de riego y 30 minutos apagado
21:00 a 7:00	Apagado
Fuente:( González, 2021)

Tipo de sustrato

También existen recomendaciones de acuerdo al tipo de sustrato que se utiliza, por ejemplo:

Piedra volcánica: 3-5 ciclos.
Perlita + coco: 3-5 ciclos.
Lana de roca: 3-5 ciclos.
Coco (100 %): 2-3 ciclos.

De igual forma, cuando se riega debe evitarse exceso de agua para que no falte oxígeno en el sustrato, dado que produce daño en la zona radical; además, puede generar presencia hongos en las raíces.

¿Cómo preparar la solución nutritiva para la fertirrigación?

Parámetros generales

En términos generales, la solución nutritiva utilizada para fertirrigación debería tener elementos en los siguientes rangos; ajustándose en función del cultivo a producir.

Rangos comunes de nutrientes en la solución hidropónica

Macronutrientes Primarios

Elemento	Formas iónicas absorbidas por la planta	Rango común (ppm = mg/L)
Nitrógeno	Nitrato (NO₃^–), Amonio (NH₄⁺)	100-250
Fósforo	H₂PO₄^–, PO₄^3-, HPO₄^2-	30-50
Potasio	Potasio (K⁺)	100-300

Macronutrientes secundarios

Elemento	Formas iónicas absorbidas por la planta	Rango común (ppm = mg/L)
Calcio	Calcio (Ca²⁺)	80-140
Magnesio	Magnesio (Mg²⁺)	30-70
Azufre	Sulfato (SO₄^2-)	50-120

Micronutrientes

Elemento	Formas iónicas absorbidas por la planta	Rango común (ppm = mg/L)
Hierro	Fe²⁺, Fe³⁺	1,0-3,0
Cobre	Cobre (Cu²⁺)	0,08-0,2
Manganeso	Manganeso (Mn²⁺)	0,5-1,0
Zinc	Zinc (Zn²⁺)	0,3-0,6
Molibdeno	Molibdato (MoO₄^2-)	0,04-0,08
Boro	BO₃^2-, B₄O₇^2-	0,2-0,5
Cloruro	Cloro (Cl^–)	<75
Sodio	Na⁺	<50
Fuente: https://www.smart-fertilizer.com/es/articulos/hydroponic-nutrient-solutions/

Características de los fertilizantes

Las tres características importantes que deben cumplir los fertilizantes a incorporar en fertirrigación son:

Alta solubilidad (> 100 g/L).
Pureza elevada (> 95 %).
Baja salinidad y toxicidad.

Manejo de los fertilizantes

Los expertos hacen las siguientes recomendaciones para el manejo de fertilizantes.

Tanques

Utilizar 3-4 recipientes o tanques como mínimo para elaborar las soluciones nutritivas, con la siguiente distribución:

A: Fertilizantes a base de calcio,
B: Fertilizantes no compatibles con calcio.
C: Micronutrientes guardados en pH ácidos para que sean más estables en el tiempo.
D: Ácidos para regular el pH y limpieza periódica del sistema de riego.

Ácidos

Los ácidos más populares en hidroponía para bajar el pH son el nítrico y el fosfórico; también es aconsejable emplear ácido nítrico para el periodo vegetativo, ya que la planta tiene una gran demanda de nitrógeno.

En cambio para el periodo de floración y fructificación se puede emplear ácido fosfórico; debido a que el fósforo es un elemento indispensable en la formación de las flores y frutos.

pH solución nutritiva

El pH de la solución nutritiva tenderá a subir ligeramente a medida que las plantas consumen nutrientes; por lo tanto deberá ser revisado diariamente y ajustado si es necesario.

Así, en cada sistema cambiará el pH a una velocidad diferente dependiendo de multitud de factores, tales como:

Medio de cultivo empleado.
Tipo y edad de la planta.

Solución madre

Si se trata de pequeñas o medianas escalas no automatizadas, se pueden preparar las soluciones madres en envases de 5 litros; siendo identificados como A, B y C respectivamente.

Luego, cada una de estas soluciones se coloca en el tanque donde va a estar la solución nutritiva; según la proporción requerida.

Compatibilidad y solubilidad de los nutrientes

Esto es muy importante en fertirrigación porque si no existe compatibilidad se producirán reacciones desfavorables, como precipitados insolubles; que además de no aportar nutrientes a la solución, deterioran el sistema.

Tabla de compatibilidad de los fertilizantes usados en fertirrigación

Fuente: INTAGRI, 2016

Por otro lado la solubilidad es una característica propia de cada tipo de fertilizante; sin embargo, esta puede verse afectada por la temperatura del agua donde:

A mayor temperatura existe mayor grado de solubilidad y puede variar la concentración de la solución nutritiva.

Variación de la solubilidad de los fertilizantes al variar la temperatura

	Solubilidad g/l
Fertilizante / Temperatura (°C)	5	10	20	25	30	40
Nitrato de potasio	133	170	209	316	370	458
Nitrato de amonio	1183	1510	1920
Sulfato de amonio	710	730	750
Nitrato de calcio	1020	1130	1290
Nitrato de magnesio	680	690	710	720
Fosfato de monoamonio (MAP)	250	295	374	410	464	567
Fosfato de monopotacio (MKP)	110	180	230	250	300	340
Cloruro de potasio	229	238	255	264	275
Sulfato de potasio	80	90	111	120
Urea	780	850	1060	1200
La solubilidad de varios fetilizantes expresada en gramos/litros
Fuente: INTAGRI, 2016

Interacción entre fertilizantes

Se recomienda evaluar previamente las fuentes de fertilizantes para fertirrigación; sobre todo aquellos aspectos relacionados con compatibilidad, solubilidad y proporción de elementos.

Por esta razón para evitar las interacciones en soluciones concentradas se recomienda nunca mezclar fuentes de calcio con fertilizantes fosfatados; mucho menos con fertilizantes sulfatados.

Es conveniente revisar y exigir al proveedor de los fertilizantes la información sobre la solubilidad y compatibilidad de los mismos.

Preparación de solución nutritiva

Para la preparación de la solución nutritiva para fertirrigación se procede a llenar el tanque de mezclado; en primer lugar con 50 – 75 % de la cantidad total de agua requerida.

Después se coloca la mezcla de solución nutritiva y se agrega el resto del agua hasta completar el volumen total.

Algunas sugerencias

Aplicar los ácidos antes que los fertilizantes y siempre colocar el ácido en el agua (nunca viceversa).
Agregar los fertilizantes partiendo de los menos solubles.
Nunca mezclar amoniaco con cualquier ácido, pues la reacción resultante es violenta e inmediata.
No mezclar soluciones madres directamente con otras soluciones madres.

Monitoreo de la solución nutritiva

El monitoreo del contenido de sales en fertirrigación debe hacerse, sobre todo cuando se utiliza contenedores con sustratos; de esta forma se garantiza el lavado de esa fracción.

plantas de ají creciendo en sistemas hidropónicos con fertirrigación

Fuente: https://www.etifa.com/cultivo-hidroponico-sustratos-y-riego/

Limpieza del sistema de fertirriego

Para limpiar exceso de sales se usa 5 % de ácido fosfórico por un litro de agua; también, riego abundante con agua sin nutrientes para lavar las sales del sustrato, eliminando por el drenaje el exceso.

Asimismo, la limpieza se hace cada 30 o 90 días dependiendo de la calidad y manejo de la solución nutritiva.

Tipos de cultivos hidropónicos según tipo de fertirrigación

La mayoría de los cultivos hidropónicos de hojas como lechuga, acelga, cilantro, rúcula entre otras, utilizan sistemas NFT raíz flotante; aunque algunas utilizan algo de sustrato solo para anclaje en la base de las plantas.

En cuanto a cultivos que requieren tutorado como el tómate, pimentón, berenjena y melón, se utiliza goteros que irrigan sustratos; bien sea en contenedores o bolsas individuales.

También se producen cultivos de hojas como los mencionados anteriormente, y papa con el sistema de aeroponía.

De igual forma para el forraje verde hidropónico se utiliza aspersión o micro aspersión en cámaras diseñadas para este fin; así se aprovecha al máximo el recurso hídrico.

Avances en fertirrigación

Los avances en fertirrigación están enfocados hacia la automatización y eficiencia de los recursos; a continuación nombramos algunos de ellos de forma general.

Reguladores automáticos de pH

Consisten en dosificadores automáticos de ácidos que según los valores de solución nutritiva mediante sensores ajustan el pH

Sensores de riego

Estos determinan el nivel de humedad en el sustrato, envía la información a la computadora; de manera que el software, según la fenología del cultivo, determina la cantidad de agua que se debe aplicar.

Inyección de fertilizantes controlada

Permite la incorporación de los fertilizantes haciendo énfasis en los elementos que se necesitan, en las cantidades requeridas.

Goteros

Estos permiten el chequeo puntual y permite la opción de sustituir si existe una avería en el mismo.

Programadores de la fertirrigación

Es el componente de la instalación que más ha evolucionado. Actualmente los programadores existentes en el mercado permiten atender a cualquier tipo de automatización de fertirrigación; incluso en combinación con el control climático de invernaderos.

Compilador.

Ing Agr. Wilman Smith Jiménez Márquez