El Cultivo Hidropónico

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El sistema hidropónico: El arte de cultivar vegetales sin tierra

La palabra hidroponía deriva del griego Hydro (agua) y Ponos (labor o trabajo); es decir, trabajo en agua. Esto significa cultivar plantas con o sin sustrato, y con una Solución Nutritiva (SN) que tiene todos los elementos esenciales (macro y micronutrientes) que una planta necesita para su desarrollo vegetativo y reproductivo.

La palabra hidroponía fue acuñada por el Prof. W. F. Gericke, de la Universidad de California, en 1938, cuando ya se conocían en Fisiología Vegetal todos los macroelementos esenciales y la mayoría de los microelementos esenciales de las plantas; y se uso para para designar al sistema de cultivo hidropónico.

Hidroponía en invernadero
Prof. Gericke y su esposa mostrando un cultivo de tomate hidropónico en invernadero.

Fuente: hydroponicgardening.com

En las investigaciones del Prof. Gericke usó el conocimiento todavía incipiente de la nutrición mineral de las plantas para darle un uso práctico, sentando así las bases de la hidroponía moderna y en los principios del cultivo hidropónico actual.

El Prof. Gericke uso plantas hortícolas a raíz desnuda, sostenidas por una cubierta con sus raíces inmersas en una solución nutritiva, aireada intermitentemente, para así suplirle oxígeno a las raíces de las plantas.

Símil del modelo hidropónico utilizado por el Prof. W. F. Gericke en sus experimentos.

Breve historia del cultivo de hidropónico

Jardines en Babilonia
Ilustración de los Jardines en Babilonia en la antigüedad.

La “hidroponía primitiva” no es una técnica nueva, tuvo su origen en China, también en los jardines colgantes de Babilonia y en América, en Xochimilco, con los aztecas que cultivaron plantas flotándolas en bolsas en el lago de Xochimilco, llamados Chinampas, cuyas aguas estaban cargadas de minerales disueltos.

Ilustración del método de cultivo hidropónico en el lago de Xochimilco.

Fuente: www.paseostematicos.com

Con el desarrollo de los plásticos después de la Segunda Guerra Mundial, los diferentes tipos de cultivo hidropónico se desarrollaron rápidamente en muchas partes, ya que antes sólo se usaban tubos metálicos y bombas de agua con implementos metálicos que eran corroídos rápidamente por los ácidos y por los minerales de la solución nutritiva.

Además, los plásticos también comenzaron a ser usados para la fabricación de tanques para la solución nutritiva, que eran más duraderos a la intemperie, debido a su resistencia a los rayos ultravioleta. Posteriormente, se desarrollaron las cubiertas de los invernaderos.

El primer uso moderno masivo de la hidroponía o cultivo hidropónico se realizó en la isla Ascensión, en el Oriente del mundo, para producir hortalizas durante la Segunda Guerra Mundial, para las tropas de Estados Unidos de América, usando la arena como sustrato. Este proyecto exitoso lo diseñó y condujo el Prof. Gericke.

El cultivo hidropónico en la isla la Ascensión, EEUU.

Fuente: www.innaturale.com

La hidroponía o uso de sistema hidripónico ha venido diversificando su uso en diferentes áreas, actualmente se está automatizado; lo que implica una menor participación del hombre en la generación de sus productos.

Titular de The Anniston Star, 27 de mayo de 1928: "flores creciendo únicamente en solución nutritiva".

Fuente: hydroponicgardening.com

Importancia del cultivo hidropónico en el mundo

Los sistemas de cultivo hidropónico son una fuente alternativa de producción de alimentos que puede ser implementada a cualquier escala; desde hogares hasta pequeñas, medianas y grandes unidades de producción.

Su forma de cultivo que puede ser tanto horizontal como vertical con nula utilización de tierra y con frecuencia en ambientes controlados, garantiza su sostenibilidad tanto desde el punto de vista económico como ambiental, por lo que reduce la huella ecológica y la huella hídrica.

Lo anterior, permite un bajo uso de productos químicos para el control de plagas, enfermedades y malezas por lo que los alimentos ofrecidos al consumidor son inocuos y los costos de producción tienden a ser más bajos por este concepto.

Además, visto que la agricultura consume casi el 65% del agua dulce en el mundo disponible para el consumo humano y dada la problemática actual y futura de la escasez de este valioso recurso, se hace necesaria la implementación de métodos de producción de alimentos como en cultivo hidropónico, que permitan hacer un uso más eficiente del agua en la agricultura.

USO DEL AGUA

MEDIA MUNDIAL

Agricultura

65

Industria

25

Consumo humano

10

El sistema hidropónico maximiza la eficiencia en el uso del agua

En el sistema de cultivo hidropónico el consumo de agua es mínimo y no se pierde solución nutritiva, lo que puede variar dependiendo si la planta produce o no frutos como se observa en el siguiente cuadro.

Tipo Cultivo

Consumo promedio de agua L/pta/día

Densidad de población (ptas/m2)

Consumo promedio de agua L/ m2/día

Cultivos de hojas*

0,3

25

7.5

Cultivos con frutos**

1 a 1.5

2.5

2 a 3.75

*Lechuga y ** tomate de crecimiento indeterminado como ejemplos tipo para los cálculos
Cultivo hidropónico de lechuga
Cultivo hidropónico de lechuga

Además si la producción hidropónica se combina con ambientes protegidos (invernaderos, macrotuneles, fabrica de plantas etc.), la cosecha puede llegar a ser hasta nueve veces mayor que en cultivos a campo abierto y sobre suelo y con mayor eficiencia en el uso de agua.

Cultivo hidropónico en invernaderos

Con relación a lo anterior, por ejemplo para el cultivo de tomate se han alcanzado niveles de producción por litro de agua 7 veces mayores; con 38.2 gr/ lt agua, frente a 7.4 gr/lt agua en campo abierto.

Los sistemas de cultivo hidropónico, se presentan como una alternativa eficiente en el uso de los recursos que pudiera garantizar en el corto plazo la seguridad alimentaria de los países y la disminución de la pobreza.

Tipos, o variantes de sistemas de cultivo hidropónico

Variantes más comunes de los sistemas de cultivo hidropónico.

Este tipo de cultivos ha sido implementado a diferentes escalas en todo el mundo, desde la comercial, doméstica, productiva o educativa, inclusive en las azoteas de los edificios. Con este método se pueden producir un gran número de plantas: hortalizas de hoja, fruto, raíces; tubérculos, bulbos, flores, aromáticas, germinado para consumo humano y hasta forraje para animales.

La hidroponía actual (o sistemas de cultivo hidropónico) tiene muchas variantes; a continuación mencionaremos las más usadas:

A. Sistemas en solución nutritiva únicamente, sin sustrato

Este sistema a su vez tiene dos variantes:

A1) El sistema recirculante

Donde la solución nutritiva (SN) está circulando en el sistema continua o discontinuamente. En este sistema se pueden mencionar: Nutrient FilmTechnique (NFT) y el New Growing System (NGS).

El más destacado es el de la Técnica de Película Nutritiva (TPN) o Nutrient Film Technique (NFT), donde las plantas crecen en canaletas rectangulares de plástico opaco (para que la luz no pase a través de ellas) evitando el desarrollo de algas en la solución nutritiva y además propiciando un ambiente oscuro para facilitar el desarrollo radicular.

Técnica de Película Nutritiva (TPN) o Nutrient Film Technique (NFT), es uno de los sistemas hidropónicos mas usados a a gran escala.

La palabra película (film) se refiere a que la profundidad del líquido (solución nutritiva) que baña las raíces es muy superficial, pudiendo así suplir oxigeno más eficiente.

En este caso del NFT, la solución nutritiva es suplida a las plantas en forma discontinua, formándose en el fondo de la canaleta una capa muy delgada o "film" de donde las plantas absorben agua minerales y oxígeno. Después de un tiempo de uso (7-10 días), la solución nutritiva es descartada y sustituida por una nueva.

En la parte inferior de la canaleta o fondo circula la solución nutritiva del sistema hidropónico y en la parte superior o tapa removible perforada, se ubican las plantas y su sistema radicular llega hasta el fondo de la canaleta, donde es bañada por la solución nutritiva recirculante, supliéndole agua, minerales y oxígeno.

La solución fluye de manera discontinua: 10 minutos con flujo de solución nutritiva y 5 minutos sin flujo de solución nutritiva en el sistema hidropónico.

Debido a que la solución nutritiva esta aireada se le suministra oxígeno al sistema radicular al fluir la solución nutritiva. La relación "flujo/sin flujo" varia durante el ciclo de la planta.

Recomendaciones para el correcto funcionamiento del sistema recirculante:

  • Plantas de pequeño porte (lechugas, etc.) no necesitan tutores, pero plantas de porte alto como el tomate o el pimentón, si lo necesitan.
  • Las canaletas son de 30 a 40 cm de ancho y 25 a 30 cm de alto, de varios metros de largo (10 a 15 m).
  • La canaleta debe tener una pendiente del 4% para que la solución nutritiva fluya por gravedad a lo largo de ella, en el extremo más alto de la canaleta se suple la solución nutritiva y recircula por gravedad hasta el otro extremo donde regresa al tanque de solución nutritiva para luego de ser aireada y recircularla de nuevo.
  • El flujo de la solución nutritiva debe ser ajustado para que este sea 1.5 litros / minuto en cada canaleta, el ajuste debe empezarse por las canaletas laterales de la instalación dejando de ultimo las centrales.
  • La solución nutritiva es usada 6 días con corrección diaria del pH y de la conductividad eléctrica (CE) agregando agua para corregir esta última.
  • El día séptimo se debe correr agua por las canaletas para lavarlas y eliminar cristales que se puedan haber formado en el sistema radicular, luego se suple solución fresca.
  • En este sistema es vital la suplencia constante de energía eléctrica ya que al faltar esta las plantas pueden morir.

Ventajas del sistema recirculante:

  • Insecticidas y/o fungicida pueden ser añadidos a la solución nutritiva.
  • Cualquier error cometido en la preparación de la solución nutritiva puede ser rápidamente corregido.
  • No hay pérdida de agua por evaporación de la superficie de la canaleta, esta se reduce a la transpiración y todos los días hay que completar el volumen de la solución nutritiva y medir el pH y la conductividad eléctrica (CE) y restituir su valor de ser necesario.
  • Se evita la necesidad de eliminar sustratos infestados, solamente se desinfecta la canaleta lo cual es fácil y relativamente económica.

Desventajas del sistema recirculante:

  • Dentro de las canaletas se desarrollan altas concentraciones de etileno (C2H4) emitidos por el sistema radicular, cuando este no este bien oxigenado, lo cual causa senectud prematura de las raíces y el sistema radicular carece de pelos radicales.

Para evitar este problema se debe:

  1. Airear bien la solución nutritiva, devolviendo parte de la solución extraída (feed back) hacia el tanque de la solución nutritiva y que caiga con fuerza, para así airearla. O,
  2. También se podría añadir solución nutritiva aireada a la parte media y ¾ de cada canaleta.
  • Alto costo inicial y de operación del sistema.

A2) Sistema de solución nutritiva (SN) estacionaria o estática no recirculante

Sistema hidropónico de raíz flotante
Sistema hidropónico de raíz flotante.

Este sistema es una variante del usado por el Prof. Gericke, donde las plantas están sostenidas por un anime grueso de 5 cm de grosor, el cual les permite flotar (sistema flotante), con huecos convenientemente separados según la planta a crecer.

A través de esos huecos se meten las raíces desnudas de las plantas para así ponerlas en contacto con la solución nutritiva y poder absorber agua minerales y oxígeno.

Las raíces de las plantas deben estar bien aireadas, por lo que deben airearse frecuentemente (6 veces al día) en forma manual o mediante un motorcito aireador de pecera con su difusor.

Remplazo de la solución nutritiva

Después de un tiempo de uso de la solución nutritiva (7-10 días), ésta se elimina y se llena el recipiente con una solución fresca o nueva. En este sistema las raíces desnudas están siempre en contacto con la solución nutritiva por lo que es necesario proveer oxigeno, ya que la difusión de este en el agua es muy lenta y es afectado por la temperatura:

NOTA: El oxigeno es inversamente proporcional a la temperatura es decir que a mayor temperatura de la solución nutritiva menor es su contenido de O2 y viceversa.

Es importante el manejo con la cámara de aire y que su espesor esté relacionado con el desarrollo radicular de las plantas ya que es una fuente de O2 que al difundirse en la solución nutritiva va ayudar en su suministro a las raíces de las plantas:

  • En un principio es de 1 cm de espesor,
  • Luego al crecer la planta pasa a 3 cm,
  • Luego a 6 cm y
  • Por último incrementa a 10 cm.

Este sistema tiene a su vez dos variantes: Conjunto de plantas individualizadas y Conjunto de plantas no individualizadas. En ambas variantes, en la parte superior debe haber un soporte para el tallo de la planta y luego una cámara de aire, luego la solución nutritiva en la parte inferior con el sistema de aireación. Veamos a continuación:

2. a. Conjunto de plantas individualizadas

Con este sistema se podrían usar cuñetes plásticos de 18 litros de capacidad o tobos plásticos de 8 litros de capacidad (ambos opacos para que no pase la luz) y 25 cm de altura unidos mediante el sistema de aireación.

Método de cultivo de plantas en cuñetes o maceteros con subirrigación capilar permanente.

Las burbujas deben ser muy pequeñas para aumentar así la solubilidad del oxígeno en la solución nutritiva, esta debe cambiarse cada 7 o 10 días y durante su uso debe restituirse el agua perdida por transpiración.

La aireación se puede efectuar mediante una bombita de pecera conectada a un temporizador (timer) por un lado y por el otro aun difusor de burbujas de aire. La bombita funciona 3 a 5 veces al día por 5 minutos.

2. b. Conjunto de plantas no individualizadas

Se podría usar un cajón de madera (1 m x 1 m x 35 a 40 cm de alto) forrado internamente de plástico para evitar la pérdida de la solución nutritiva, cuyo volumen debe estar de acuerdo a la bomba o compresor que va a suministrar aire.

Fuente: horticulturaencasa

Encima del polietileno se coloca el sistema ramificado de aireación y encima de este la solución nutritiva, luego la cámara de aire y por último la tapa donde están soportadas las plantas con su raíz desnuda.

Su manejo es igual al de las plantas individualizadas, Este fue el sistema usado por Gericke en 1938.

B. Sistemas en sustratos orgánicos o inorgánicos

B1) Sustratos orgánicos

Son de origen vegetal, como la cáscara o cascarilla de arroz y la mezcla de fibra de coco con aserrín de coco (50/50% v/v). Estos constituyen los sustratos livianos.

La fibra y el aserrín de coco son productos de la molienda del mesocarpo y el exocarpo del coco y la cascara de arroz es un subproducto del procesamiento (trillado) del arroz.

La cascara de arroz

Requiere fermentación (por 15 a 20 días) y lavado con abundante agua por 7 a 10 días, previo a su uso. Tiene baja intensidad de descomposición debido a su alto contenido de sílice.

Es liviano y su principal costo es el transporte. Posee un buen drenaje y buena aireación, pero baja retención de humedad.

Se usa en mezclas para aumentar la aireación de la mezcla. Suministra sílice a las plantas a las cuales les confiere protección contra los hongos (hojas básicamente).

El aserrín de coco y la fibra de coco (50/50% V/V)

Fuente: www.drcalderonlabs.com

El aserrín de coco o madera, tiene gran capacidad de retención de agua y por lo tanto poca aireación, la fibra de coco es todo lo contrario retiene poca agua y ayuda en la aireación del sustrato.

Para plantas exigentes de un medio bien aireado es decir que tenga un adecuado equilibrio agua/aire se puede usar una mezcla de 30 % de aserrín de coco, 30 % de fibra de coco y 40 % de cascarilla de arroz (V/V).

El aserrín y la fibra de coco poseen taninos por lo cual deben ser fermentados y lavados cuidadosamente antes de usarlos, si no se hace este tratamiento los dos primeros ciclos de cosecha serán de bajo rendimiento.

Aserrín de madera y fibra de coco.

El aserrín y la fibra de coco y sus mezclas se usan para llenar las bandejas de germinación y como sustrato de plantas de pequeño y de gran porte.

B2) Sustratos inorgánicos

Los sustratos inorgánicos más conocidos son la arena de río o de mar (esta última bien lavada) y la grava, que son piedrecitas redondeadas de río o de mar no porosas.

Arena de rio o de mar

Su granulometría o tamaño debe ser entre 0,2 o 20 mm de diámetro, no deben contener bicarbonato (ni de calcio Ca(HCO3)2 ni de magnesio Mg(HCO3)2, tampoco carbonatos de calcio CaCO3 ni de magnesio MgCO3).

La arena tiene una alta capilaridad debido a la presencia de microporos (<20 micrómetros de diámetro) lo cual distribuye la solución nutritiva horizontal y verticalmente (tridimensional).

La grava

Son piedrecitas redondeadas que usualmente están a la orilla de los ríos. Su tamaño o granulometría va desde 0.3 a 20 mm de diámetro, deben ser suficientemente duras para que no se rompan.

Debido a la presencia casi exclusiva de macroporos (>20 micrómetros de diámetro) no posee capilaridad por lo que distribuye la solución nutritiva verticalmente de arriba hacia abajo o por subirrigación de abajo hacia arriba que es como debe irrigarse con esta granulometría.

Por otro lado, los macroporos determinan una baja retención de humedad ya que la solución nutritiva es retenida en las uniones de las piedras grandes por lo que los riego por subirrigación deben ser más frecuente.

El uso de grava de 5 a 10 mm de diámetro (Ø) disminuye la frecuencia de riego porque favorece la retención de humedad.

Debe evitarse usar grava que contenga carbonatos o bicarbonatos de calcio (Ca) y/o de magnesio (Mg).

C. Sistemas con las raíces en el aire (Aeroponía)

Esta es una variante muy moderna del cultivo hidropónico convencional, en la cual el sistema radicular de las plantas está suspendido en el aire y regado intermitentemente por una neblina de solución nutritiva, cuyas gotas fluctúan entre 10 y 100 micrones de diámetro.

Producción aeropónica de papa
Producción aeropónica de papa (Centro Internacional de la Papa, CIP).

Estas minúsculas gotas flotan en el aire radicular (no son atraídas por la gravedad) y al flotar se van adhiriendo a la superficie radicular, suministrándole agua y minerales, además la superficie de la gota suministra oxigeno (O2) Es un ambiente saturado de húmedad en donde no hay sustrato

El sistema aeropónico fue seleccionado por la NASA para ser usado en las estaciones espaciales para el cultivo de hortalizas que sean posteriormente consumidas por los tripulantes de estas, Cuando su estadía se prolongue varios meses.

La aeroponía permite más cosechas en menos tiempo debido a su constante contacto con el oxígeno, agua y minerales y por consiguiente un mayor desarrollo radicular.

En aeroponía hay dos sistemas, en ambos se suple a la planta, agua, minerales y oxígeno a presión.

Cultivo aeropónico de alta presión para la producción de papa (Solanum tuberosum)

Sistema aeropónico de baja presión (LPS)

En este sistema las gotas son más grandes (son visibles a simple vista), varían entre 70 a 100 micrones; debido a que las gotas llevan oxígeno de su superficie a la superficie radicular, al ser más grandes tienen relativamente menos superficie en relación al volumen y por lo tanto llevan menos oxígeno.

El tanque de solución nutritiva esta debajo de las plantas, dentro de la cámara de crecimiento de las raíces y hay la posibilidad de que cuando las raíces crecen mucho se puedan meter dentro de la solución nutritiva.

La tapa del contenedor de la cámara de crecimiento de las raíces soporta los tallos de las plantas, rodeado este de goma espuma, el cual sella el hueco e impide la perdida de humedad a través de él.

Sistema aeropónico de alta presión (HPS)

En este sistema el tanque de la solución nutritiva está separado de la cámara de crecimiento de las raíces de las plantas, pero esta adyacente a él.

La bomba es de alta presión y los rociadores producen una neblina con pequeñas gotas de entre 10 y 30 micrómetros que rocían las raíces entre 1 y 5 segundos y dejan de rociar de 3 a 5 minutos.

También los hay de 1 minuto de rociado y de 4 a 5 minutos apagados. Durante la pausa las plantas absorben agua, nutrientes y oxígeno.

Recomendaciones para el correcto funcionamiento del sistema de aeroponía

  • La energía eléctrica no debe fallar, ya que las plantas morirían de inmediato debido a la falta de oxígeno y agua en las raíces.
  • Los microorganismos beneficiosos no deben faltar en las raíces de las plantas con las cuales hacen simbiosis y ayudan a estas absorber más fácil los nutrientes.
  • Los fertilizantes usados deben ser totalmente solubles, son usualmente polvos solubles, obteniéndose al diluirlos un líquido totalmente homogéneo.
  • Si las plantas a cultivar son de porte alto hay que ponerle al sistema un tutor del cual guindan con mecatillos que soportan la parte aérea de las plantas.
  • La aeroponía utiliza menos agua y nutrientes que cualquier otro sistema hidropónico. La planta debe recibir 8 a 9 horas de luz diariamente para impulsar su rápido desarrollo radicular y aéreo.
  • Dependiendo del tamaño de las plantas la solución nutritiva se debe cambiar cada 7 a 10 días en el sistema de baja presión, pero en el sistema de alta presión se puede cambiar al final del ciclo del cultivo. La solución nutritiva debe pasar por un filtro antes de ser asperjada.
  • Tanto el sistema de baja presión como el de alta presión deben funcionar perfectamente las 24 horas, los siete días de la semana (24/7).

D. Sistema de acuaponía

Sistema de acuaponía
Sistema de acuaponía

Fuente: tuplanetavital.org

En este sistema se integran la acuicultura (cultivo de peces) y la hidroponía o cultivo hidropónico (cultivo de plantas hortícolas), donde peces y plantas están separados físicamente pero están interconectados a través de la solución nutritiva recirculante.

El profesor J. Rakocy ideó el primer sistema acuapónico moderno en las Islas Vírgenes, utilizando tilapias y plantas hortícolas de hoja (lechuga, etc.).

Mucho antes los chinos habían criado gansos y peces juntos, los gansos vivían encima de los peces, sobre una malla dura, que permitía que las excretas pasaran través de los huecos para alimentar a los peces. Algo parecido hicieron los incas del Perú con carpas y gansos.

Incluso el sistema de producción de arroz en países asiáticos se ha combinado exitosamente con la producción de peces, lo que favorece el suministro de la dieta en estas comunidades ávidas de estos productos, líderes mundiales en su consumo.

Sistema de acuaponía con -arroz en China

En este sistema se cultivan no sólo plantas de pequeño porte (lechuga, fresas, etc.) sino tomate y pimentón indeterminado en forma hidropónica interconectados con la cría de peces (tilapia, cachama, etc.).

El subsistema de peces es un cultivo intensivo de peces: tilapia roja e hibrido de cachama y de otros animales comestibles como camarones, ostras, anguilas, etc. (Figuras 5, 6 y 7).

Funcionamiento de un sistema acuapónico

Fuente: www.ahorasemanal.es

La solución que viene de los peces es filtrada para eliminar las excretas de los peces, comida no utilizada por los peces y además transformar el amoníaco (NH3) producido por los peces en nitritos (NO2) y por último, transformar los nitritos en nitratos (NO3).

El NH3 es tóxico para los peces y también para las plantas, en cambio el NO3 no lo es para ninguno de los dos; además, suple de nitrógeno a las plantas.

Fuente: tuplanetavital.org

Sistema acuapónico casero.

Fuente: ecocosas.com

Los peces y otros animales acuáticos usualmente se cultivan en tanques plásticos de hasta 5000 litros de agua, bajo techo para evitar la proliferación de algas y disminuir la temperatura.

El agua a usar con los peces debe cumplir con las siguientes características:

  • No debe contener cloro, ya que este es tóxico para ellos
  • Debe tener un pH de 7.
  • Temperatura variable de acuerdo a la especie de pez o animal a cultivar entre 22 y 32 °C.
  • Oxígeno disuelto entre 4 y 9 ml/l; se debe resaltar que existe una relación inversa entre el oxígeno disuelto en el agua y la temperatura del agua, es decir:
  1. A menor temperatura hay más oxígeno disuelto o,
  2. A mayor temperatura menor oxígeno disuelto debido a la difusión del oxígeno en el agua.
  • Nitratos (NO3) bajo desde 1,5 hasta 200 (mg/l) dependiendo del pez.

Requisitos del agua en sistemas acuapónicos de Tilapias y Cachamas

Factor

Tilapia

Cachama

Temperatura

26 a 32 °C

26 a 32 °C

Oxígeno disuelto

5 a 9 mg/l

2,5 a 4 mg/l

pH

6 a 9

6.4 a 8

Nitratos

1.5 a 2 mg/l

5.0 a 1.0 mg/l

Nitritos

0.1 mg/l

280 – 200 mg/l

Amonio total

0.1 mg/l

0.5 a 0 mg/l

Recomendaciones para el correcto funcionamiento del sistema de acuaponía

  • El pH óptimo de los microorganismos beneficiosos es de 6, el de las plantas es 6 y el de los peces es de 7 a 8. Toda el agua debe mantenerse en un pH de 7.
  • El número de peces a cultivar va a depender del volumen total de los tanques y el alimento a usar diariamente va a depender del tamaño y numero de peces por tanque o por metro cubico de agua.
  • La relación entre el volumen de agua usada por los peces y la usada por las plantas es de 1 m2 peces / 2 m2 plantas.
  • Usualmente no se usa fertilizantes ya que es un sistema orgánico debido a que los elementos esenciales de las plantas son suministrados a partir de la transformación de las excretas, orina y del alimento no consumido por los peces transformado por los biofiltros en nutrientes para las plantas.

La biofiltración en el sistema de acuaponía

Consiste en la eliminación de partículas gruesas de materia orgánica dejando pasar las de menor tamaño, esto a través de un biofiltro que debe existir entre el subsistema de peces y el subsistema de plantas, usualmente este biofiltro contiene en su interior: grava arena de cuarzo o arena de coral.

En el biofiltro también se efectúa la transformación de desechos en sustancias menos dañinas para los peces y las plantas:

  • Las bacterias Nitrobacter transforman el amoniaco (NH3) en nitrito (NO2) y
  • Las bacterias Nitrosomonas transforman el nitrito que es tóxico para las plantas y los peces, en nitratos (NO3) que es usado por las plantas como fuente de nitrógeno.

De acuerdo al uso que se le da a la materia orgánica (MO) producida por los peces es decir si usa un biofiltro para eliminar la materia orgánica gruesa hay dos tipos de hidroponía o cultivo hidropónico:

Hidroponía con biofiltro

El agua biofiltrada conteniendo nitratos (transformada en el biofiltro por las bacterias) y la materia orgánica flotante que al mineralizarse se transforma en minerales solubles, es decir sufre una mineralización.

Gracias a la mineralización, los minerales son aptos para ser absorbidos por las plantas y esta va a disponer de macronutrientes y de algunos micronutrientes como el molibdeno (Mo).

Se debe suministrar el hierro (Fe), el cobre (Cu), el Manganeso (Mn) y el Cinc (Zn) en quelatos con el quelante EDDHA (Ácido Etilen Diamino Dihidroxifenil Triacetico) que evita la precipitación de esos micronutrientes hasta pH 9.

NOTA: Si algunos microelementos (Fe, Cu, Mn, Zn), no están quelados precipitan y se desarrollan en las plantas deficiencias de ellos, cuando se suministran a la raíz, pero se puede suministrar foliarmente cada semana en forma de sulfatos (sulfato de hierro, sulfato de cobre, sulfato de manganeso y sulfato de cinc) a muy bajas concentraciones.

El sistema hidropónico a usar con el biofiltro es de la técnica película nutritiva (TPN) o NFT ya descrito anteriormente.

Hidroponía sin biofiltro

El agua no biofiltrada, es decir conteniendo la totalidad de la materia orgánica, es suministrada a la arena o grava (donde están creciendo las plantas) y se mineraliza es decir se transforma en minerales solubles para ser absorbidos por las plantas y el amonio (NH4) se transforma en nitrito (NO2) y estos en nitratos (NO3) por las bacterias que habitan en la arena o grava.

En conclusión, al subsistema peces se le suministra alimentos que son convertidos en partículas de materia orgánica que pueden ser biofiltrada o no, luego pasan al subsistema hidropónico donde están las plantas, para sufrir una mineralización, alimentando con macro y micronutrientes a las plantas y finalmente retornan al agua “limpia” del subsistema de peces, continua o discontinuamente formando un ciclo cerrado.

E. Forraje verde hidropónico (FVH)

EL FVH es un sistema de producción de biomasa vegetal (hojas y raíces de plántulas) de 25 a 30 cm de altura; ésta forma un “colchón” blanco de raíces entremezcladas de alta sanidad (inocuo) y calidad nutricional (alto contenido de proteínas/aminoácidos y vitamina E, entre otros).

Se utiliza en la producción de plántulas obtenidas hidropónicamente en gran cantidad, las cuales se puede usar en la alimentación de todo tipo de animales domésticos o de explotación comercial: cerdos, ganado vacuno, caballos, gallinas, cabras, peces, etc., sustituyendo parte del alimento balanceado.

Se produce muy rápido (8 a 10 días) a partir de semillas de poáceas o gramíneas (Ej. maíz) de alta calidad (alta germinación 90 a 95 %).

Requiere de invernaderos muy sencillos con una alta relación de kilogramos de FVH fresco producida por metro cuadrado de invernadero (75 a 105 kg de FVH fresco por metro cuadrado de invernadero por día), debido a que se siembra a 5 niveles verticales, separados verticalmente 35 cm uno del otro.

Tiene una alta productividad en el tiempo, debido al reciclaje diario de cosecha/siembra, que se puede efectuar los 365 días del año.

Producción de forraje verde hidropónico (FVH) en bandejas.

En la producción de FVH se utilizan técnicas de hidroponía o cultivo hidropónico como la de solución nutritiva a raíz desnuda (sin sustrato) de donde las plantas obtienen agua y minerales para su crecimiento.

Puede producirse todo el año o producirse en época de sequía (tecnología complementaria) es fácil de manejar y no requiere de grandes esfuerzos del productor y hay además un ahorro sustancial del agua usada para producir FVH.

¿Cómo producir Forraje Verde Hidropónico?

Forraje hidropónico.
1. Obtención o producción de semillas

Obtener o producir semillas de maíz de buena calidad (alta germinación) preferiblemente redonda pequeña, ya que esta produce más plántulas por kilogramo de maíz.

Semillas de maíz, listas para ser usadas en la producción de FVH.
2. Desinfección de semillas

Desinfectar las semillas con cloro (hipoclorito de sodio, NaCLO) al 1% (10 ml de NaClO disueltos en 1 litro de agua) se sumergen por 30 segundos y luego se lavan con abundante agua.

3. Germinación de las semillas
Germinación – sub fase imbibición –

Esta etapa dura 24 horas, está sub fase de la germinación se realiza bajo sombra o afótica.

La semilla absorbe agua durante el periodo que están sumergidas, aumentan su volumen y se produce la imbibición primer paso de la germinación. Si el agua se enturbia durante este periodo hay que cambiarla.

Ser debe seguir el siguiente procedimiento:

  • Se colocan las semillas en un saco no tan tramado que permita la entrada del agua en su interior donde están las semillas, pero que no permita la salida de las mismas.
  • Semillas y saco se ponen dentro de un tambor de plástico con agua donde semillas y aguas están en una relación 1/1 es decir un kilo de semilla por un litro de agua.
Germinación- sub fase bioquímica-

Esta etapa dura 48 horas, a las 24 horas se sacan las semillas embebidas (pregerminadas) y se colocan en bandejas plásticas o de fibra de vidrio usualmente de 0.5 metros cuadrados: 100 cm de largo, 50 cm de ancho y 4 a 5 cm de altura.

En esta sub fase bioquímica las reservas de las semillas que están en el endospermo pasan al embrión, éste crece y su radícula perfora la cubierta efectuándose así la germinación de la semilla.

Ser debe seguir el siguiente procedimiento:

  • En las bandejas (previamente desinfectadas) se colocan las semillas previamente germinadas en el fondo se las bandejas, formando un espesor de uno y medio centímetros (dos capas de semillas).
  • Las bandejas con las semillas se colocan en un anaquel metálico donde están en penumbra o en la oscuridad, regadas intermitentemente solo con agua, durante 48 horas.

Esta sub fase es el segundo y último paso de la germinación, y debe desarrollarse sin luz.

4. Fase de desarrollo de la plántula

Es una fase fótica con luz y se usa una solución nutritiva. Las bandejas que contienen las semillas germinadas se colocan en anaqueles metálicos de cinco niveles verticales que reciben la luz solar y las plantas realizan la fotosíntesis.

La fase de desarrollo de las plántulas dura de 4 a 5 días en climas cálidos y 7 días en climas frescos o fríos.

El riego se realiza con soluciones nutritivas en el sistema hidropónico (1 gramo por litro de 15-15-15 o 1 gramo de 12-12-17/m2 2). Al inicio se aplica 0.5 l/m2 luego se sube a 0.9 l/m2 o aplicar 1. 5 l/m2 desde el principio hasta el fin.

Recomendaciones

  • Si la radiación es excesiva hay que colocar una malla sombreadora que elimine un 30 a 40 % de luz (sobre todo en verano) y también habría que colocar humificadores del aire para aumentar la humedad relativa del aire que rodea las plántulas, evitándose así su deshidratación (usualmente de los ápices de las hojas).
  • La temperatura dentro del umbráculo en el invernadero en el área fótica debería ser de 21 °C (18 a 26 °C) y una humedad relativa de 90 a 100%.
  • Esta área debe tener ventilación central en la parte más alta y la ventilación lateral malla rafia que facilita la entrada y salida de aire (climas cálidos), en climas fríos mallas anti áfidos.
  • El riego de las plántulas puede realizarse con micro aspersores o nebulizadores (6 a 9 aspersiones diariamente).
  • El último riego se debería hacer con agua únicamente para disolver algunos cristales que se hubieran formado en las raíces de las plántulas y que luego pudieran causar problemas a algunos animales al ingerir el FVH.
5. Cosecha

Una vez que las plántulas alcanzan una altura de 25 a 30 cm se cosechan es decir se sacan de las bandejas “el colchón” y se les suministra a los animales o si hay exceso de producción se deshidratan al sol para su posterior uso.

Al momento de la cosecha se debe haber alcanzado la máxima cantidad de proteínas/aminoácidos en las plántulas, debe haber pasado del 8 al 9 % en la semilla de 18 al 20 % en la plánula en forma totalmente asimilable.

Este se obtiene a los 7 u 8 días en climas cálidos y a los 10 días en climas frescos o fríos.

Producción de plántulas de maíz bajo el sistema FVH.

Fuente: www.engormix.com

Tiene un sabor muy apetecible para los animales y de un gran valor nutricional, ya que contiene alta cantidad de proteína en forma de aminoácidos, totalmente asimilables y alto contenido de vitamina E, que es la vitamina de la reproducción.

El único problema que presenta el FVH es su bajo contenido de fibra, el cual es fácil de resolver.

Sistema radicular de plántulas de maíz producidas bajo el sistema FVH. Obsérvese el color blanco de la raíz, lo que evidencia una buena aireación.

Fuente: tecnicasdehidroponia

NOTA: Con esta misma técnica, pero ligeramente diferente, se producen los germinados para consumo humano.

Alfalfa producida hidropónicamente para consumo humano.

Pasos y factores a considerar para realizar un cultivo hidropónico.

Para efectuar un cultivo hidropónico hay una serie de pasos secuenciales a seguir y factores microambientales que considerar, control de plagas y enfermedades, además de la escogencia apropiada del sistema hidropónico a usar.

1. Pasos secuenciales

Para realizar un cultivo hidropónico se necesita plántulas o plantones sanos y vigorosos, provenientes de semillas, trasplante, una solución nutritiva para la cual se necesita agua y minerales, si se va a usar sustrato inerte orgánico o inorgánico.

A. Semillas

Las semillas son los órganos producidos por las plantas para su reproducción sexual.

Cada semilla contiene un embrión capaz de generar una plántula y también contiene reservas en los cotiledones o endospermo para suplir nutrimentos al embrión durante el proceso de germinación; es decir, durante el proceso de transformación de la semilla en plántula.

Durante el proceso de germinación de la semilla sólo necesita agua, oxígeno y temperatura apropiada.

Una buena semilla es aquella que germina en su lapso de germinación y desarrolla una plántula vigorosa.

Semilla de maíz emergencia de la plántula.
Obtención de semillas
Germinación de semilla de leguminosa.

Si se desea reproducir una variedad o cualquier planta no híbrida, se puede realizar lo siguiente:

1. Obtenga frutos maduros provenientes de plantas sanas, vigorosas y buenas productoras; saque las semillas del fruto, lávelas con agua y séquelas en la sombra, en un sitio ventilado, y luego almacénelas en un frasco para mayonesa, que cierran herméticamente y tienen la boca ancha.

2. Coloque en el fondo del frasco una capa de 2 cm de cal viva, de cloruro de calcio (CaCl2) o ceniza seca de madera o cualquier material que absorba la humedad del aire dentro del frasco.

3. Coloque encima un cartón horadado (con huecos) que permita el intercambio de gases entre el aire que rodea la semilla y el aire del fondo del frasco, para así mantener las semillas a baja humedad relativa.

4. Coloque las semillas encima del cartón (en sobres), tape el frasco y manténgalo en un sitio fresco, o mejor aún colóquelo dentro de la nevera en el sitio destinado a las verduras que está en la parte de abajo de la nevera, donde están a 10 oC; allí podrán estar por varios meses sin perder su vigor.

Recomendaciones

  • No se debe comprar semillas empacadas en sobres de papel únicamente, ya que al momento de ser usadas es posible que hayan perdido su capacidad de germinación.
  • Si usan semillas provenientes de frutos híbridos (hidropónico o no); es decir, semillas F2 provenientes de un híbrido F1, las plantas que se van a obtener van a tener una gran variabilidad en su tamaño y también en el tamaño de los frutos, debido a la segregación.
  • Es preferible usar semillas de variedades que son frutos obtenidos usualmente por selección masal u otra forma.

NOTA: Los frutos de las variedades provienen de plantas más homogéneas y sus semillas son estables, ya que la segregación es mínima; es decir, frutos y plantas provenientes de variedades son similares a sus padres.

Prueba de germinación de semillas en tres fáciles pasos

Para asegurarse que las semillas que se van a usar están en capacidad de germinar debe hacerse una prueba de germinación, la cual se puede realizar en la forma siguiente:

  1. Sobre un plato llano de plástico coloque papel de servilleta o cualquier papel que absorba agua, humedézcalo y coloque encima del papel 10 semillas,
  2. Cúbralas con otro plato plástico y colóquelas en un lugar fresco y sombreado hasta que las semillas germinen.
  3. Cuente las semillas germinadas, si el resultado es igual a 8 o superior (≥ 80%) las semillas se pueden sembrar.
Germinación de semillas de rabanito en papel toalla.

Fuente: ecosiembra

B. Producción de plántulas o plantines

Las plántulas se pueden producir en bandejas de germinación hechas de poliestireno de 28 cm de ancho y 55 cm de largo y de 6,5 hasta 9,5 cm de alto.

Las bandejas tienen alvéolos, celdas o lóculos donde se ubica el sustrato desinfectado; se coloca una semilla por lóculo y es allí donde van a germinar las semillas. Estos alvéolos o lóculos pueden ser cuadrados, redondos, hexagonales u octogonales.

El número de celdas por bandeja puede variar entre 200 y 392, y por supuesto el volumen del sustrato varía también entre 2,7 y 8,6 cm3.

Bandeja para germinación.

Las plántulas también se pueden producir en vasitos plásticos para café, a los cuales hay que abrirles 3 huequitos en el fondo para drenar el exceso de líquido (agua o solución nutritiva).

Los vasitos se llenan con sustrato y se colocan las semillas dentro del sustrato, colocándolas a la profundidad adecuada; mientras más grande es la semilla más profunda se siembra y viceversa.

Cuando se usan plántulas para los sistemas sin sustratos hay que eliminar el sustrato (con un chorro de agua no muy fuerte) que cubre el cepellón y generar así una plántula a raíz desnuda.

Tanto las bandejas como los vasitos deben colocarse en un sitio fresco, protegido del exceso de sol, de la lluvia y del viento.

C. Trasplante

Trasplantar es llevar las plantas al sitio hidropónico definitivo donde van a seguir creciendo hasta el momento en que son cosechadas.

Dos o tres días antes del trasplante, las plántulas deben endurecerse; para ello, se disminuye la solución nutritiva y se les da mayor exposición a la luz.

Seleccione plantas sanas, bien desarrolladas y efectúe el trasplante en horas de la tarde, humedeciendo previamente el sustrato (si lo hubiere) donde se va a colocar el cepellón.

La raíz no debe quedar torcida y el cuello (la unión entre la raíz y el tallo) debe quedar un poquito por debajo del medio o a nivel del recipiente (tubo, etc.).

La solución nutritiva (SN)

Macro y micronutrientes necesarios para las plantas.

Fuente: www.hydroenv.com.mx

Se ha utilizado con éxito, en zonas cálidas, la fórmula 12-12-17/2 NPK qué contiene 6% del nitrógeno en forma amoniacal (NH4+) y 6% en forma nítrica (NO3-).

En zonas frías habría que usar todo el porcentaje de nitrógeno en forma nítrica (12%).

Esta fórmula provee nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio y azufre y algo de calcio, por lo que hay que agregarle calcio, como yeso (CaSO4.2H2O) para completar la cantidad de calcio que requieren las plantas.

Los micronutrientes como el hierro (Fe), el manganeso (Mn), el cobre (Cu), el Cinc (Zn), el boro (Bo) y el molibdeno (Mo) los suministra un fertilizante foliar que contenga todos los microelementos esenciales, preferiblemente que el hierro esté quelatado.

Fuente: www.hydroenv.com.mx

Forma de preparación de la solución nutritiva

Fuente: www.hydroenv.com.mx

1. La solución nutritiva se prepara agregando un gramo de 12-12-17/2 NPK+ 0,25 gramos de yeso + 0,50 mililitros de fertilizante foliar por cada litro de solución que se desee preparar.

2. La solución nutritiva dentro del sistema hidropónico debe prepararse en un recipiente plástico, de los usados para la basura, de boca ancha y con tapa. Agregue al recipiente la mitad del agua que se va usar, cuyo pH fue corregido previamente (usualmente con un ácido).

3. Añádale el fertilizante edáfico y agite la solución con un palo o vara de madera o tubo plástico limpio hasta que queden residuos arenosos en el fondo del recipiente. Luego, agregue el yeso, continúe agitando y finalmente agregue el fertilizante foliar.

4. Añada el resto del agua hasta completar el volumen deseado y agite de nuevo. Estime el pH de la solución y corríjalo de ser necesario.

El agua de la solución nutritiva

El agua constituye una gran porción del cuerpo de la planta; no obstante, la gran mayoría de esta se pierde por transpiración. El agua a usar en hidroponía debe estar libre de nematodos, bacterias, hongos, algas, etc., es decir, de cualquier microorganismo que pueda atacar las plantas que deseamos cultivar.

Si el agua que se va a utilizar es agua corriente de tubería, debe tomarse en cuenta que la misma contiene un alto contenido de cloro, usualmente hipoclorito de sodio (NaClO) a 5 ppm, como desinfectante, que es dañino a las plantas.

El cloro se puede eliminar del agua dejándola en un recipiente plástico ancho en reposo, por lo menos una noche, para evaporar el cloro y dejar el agua lista para su uso.

A veces el agua presenta iones de calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+) y de hierro (Fe2+ o Fe3+) que constituyen un inconveniente, ya que cuando estas agua se hierven o se les añade jabón se cortan o forman precipitados insolubles (agua dura).

Estos iones unidos a los bicarbonatos (HCO1-3) y carbonatos (CO2-3) precipitan y pueden tapar tuberías. Además, la presencia de estos iones en exceso, unido a lo agregado por los fertilizantes de la solución nutritiva, puede causar toxicidad a las plantas.

Recipientes a usar con la solución nutritiva

IMPORTANTE: Todos los recipientes deben ser de plástico, porque sí son metálicos es muy probable que reaccionen con la solución nutritiva diluyéndolos e incorporándolos a ella, trayendo toxicidades a las plantas y a quienes la consuman.

Además, deben tener el volumen apropiado para el sistema radicular de las plantas y también deben ser opacos.

Si el recipiente se va a usar en un sistema cerrado; es decir, donde hay reciclaje de la solución nutritiva, debe ser hermético (grava), en cambio, si el sistema es abierto (arena), donde no hay reciclaje de la solución nutritiva, debe tener drenaje en uno de sus extremos (el más bajo) para eliminar el exceso de solución nutritiva, y debe tener pendiente.

Se puede usar maceteros, cuñetes de 18 litros de capacidad, poncheras, jardineras rectangulares, tubos de PVC de 3 metros de largo por 4-6 pulgadas de diámetro, cajones de madera recubiertos internamente con plástico, etc.  Las tuberías del sistema deben ser también de plástico.

Cuñetes de plástico para la preparación de la solución nutritiva.
Manejo de la solución nutritiva

Desde la siembra de la semilla hasta la emergencia de la plántula solo se riega con agua mediante una regadera plástica.

Regadera plástica para el mantemiento del cultivo hidropónico.

Después de la emergencia se comienza a regar las plántulas con una solución nutritiva diluida, 20-30 % de su concentración normal, hasta que se efectúe el trasplante.

Luego la solución nutritiva se va incrementando gradualmente la concentración en un 20% semanal hasta llegar al 100%.

El volumen de solución nutritiva a usar por metro cuadrado por día (m2/d) puede fluctuar de 2 a 4 litros: 2 litros en días nublados o plantas pequeñas y 4 litros en días soleados o plantas grandes.

Ajuste del pH del agua y/o de la solución nutritiva

Lo primero que hay que hacer es estimar el pH del agua o de la solución nutritiva, mediante un colorante líquido usado para estimar el pH en acuarios o mediante el uso del papel tornasol:

  • Si el pH es menor de 6 agréguele hidróxido de calcio[Ca(OH)2], hidróxido de sodio (NaOH) o bicarbonato de potasio (KHCO3) hasta llevarlo a pH 6.
  • Si el pH de la solución es mayor de 7(alcalina) o de 6,5(ligeramente ácida) agréguele un ácido para llevarla a pH 6. Se puede usar un ácido orgánico como el jugo de limón (ácido cítrico) o usar vinagre (ácido acético, CH3COOH). También se puede usar ácido sulfúrico (H2SO4) o ácido de batería que es fácil de conseguir y es económico.
Los rangos de PH sugeridos son de entre 5.5 y 6.5, para los cultivos de hortaliza.

Fuente: www.hydroenv.com.mx

E. Sustratos inertes: orgánicos e inorgánicos

Sustratos o medios son todos aquellos materiales sólidos distintos del suelo, que están en contacto con el sistema radicular y ayudan al desarrollo del mismo, suministrándole agua, minerales y oxígeno, además son inertes y ofrecen poca resistencia a la penetración de las raíces.

Los sustratos orgánicos
Fibra de coco como sustrato orgánico.

Este tipo de sustrato tiene carbono (C) en su constitución y tienen capacidad de intercambio catiónico (CIC). Se puede conseguir la cascarilla de arroz y el aserrín de coco.

La mezcla de fibra de coco y de aserrín de coco (50:50 v/v) tiene gran capacidad de retención de agua y por consiguiente poca aireación, por lo que hay que mezclarlas con cascarilla de arroz para disminuir el agua retenida y aumentar la aireación.

Se puede usar 30-40% v/v de cáscara de arroz,35-30%v/v de aserrín de coco y 35-30%v/v de fibra de coco.

Los sustratos inorgánicos

Los sustratos inorgánicos no poseen el carbono en su constitución. Entre estos conseguimos la arena y la grava.

La arena debe tener una granulometría entre 0,2 y 2,0 mm de diámetro y la grava entre 3,0 y 20,0 mm de diámetro.

Ninguna de las dos debe contener carbonatos o bicarbonatos, ni de calcio ni de magnesio, ya que suben el pH de la solución nutritiva y fijan el fósforo (P).

La arena tiene una alta capilaridad, lo cual le permite el movimiento tridimensional de la solución nutritiva; en cambio, en la grava solo hay movimiento vertical (hacia arriba y hacia abajo).

Ambos sistemas retienen poca humedad (la arena retiene un poco más que la grava), por lo que hay que regarlos más frecuentemente.

Diferencias entre sustratos orgánicos e inorgánicos

Los sustratos orgánicos tienen capacidad de intercambio catiónico (CIC) lo cual le da una ventaja sobre los sustratos inorgánicos que carecen de esta propiedad; es decir, los sustratos orgánicos retienen cationes de la solución nutritiva y se los suministra a las raíces entre 2 riegos consecutivos.

La CIC de la cascarilla de arroz es de 2 a 3 meq por 100 ml de cascarilla. Los sustratos orgánicos retienen más humedad que los sustratos inorgánicos, por lo que los primeros requieren menos riego.

Por otra parte, los sustratos orgánicos son sustratos ligeros, en cambio los inorgánicos son sustratos pesados, lo cual permite un mejor manejo de los orgánicos

5. Factores ambientales que afectan las plantas

Fuente: www.hydroenv.com.mx

A. Luz

Es importante para la fotosíntesis de las plantas. La mayoría de las plantas deben recibir 6 horas diarias de luz, preferiblemente en las horas de la mañana. Hay plantas que requieren poca luz, por lo que hay que proveerles sombreamiento de un 30%.

B. Ventilación del aire

En las horas del día de alta fotosíntesis es necesario una buena ventilación, pero es mucho más importante en plantas ubicadas en sitios cerrados, de bajo movimiento del aire, ya que el aire es el que le suministra a la planta el dióxido de carbono (CO2) necesario para la fotosíntesis.

C. Humedad del aire

La humedad relativa del aire es la cantidad de humedad que tiene el aire a una temperatura y presión dada. Con relación a la máxima humedad que contiene el aire saturado (100%) a esa misma temperatura y presión; esta se expresa en porcentaje: 50-60%, etc.

La humedad relativa ideal para la mayoría de las plantas es 70-75%. Un exceso de humedad por encima de 75% provoca el desarrollo de enfermedades.

Humedades por debajo de 70% producen deshidratación de las plantas, por lo que hay que rociar agua en las horas del mediodía, 11AM –3PM en los pasillos para así aumentar la humedad relativa del aire que rodea las plantas y así disminuir la transpiración de ellas.

Nunca se debe humedecer los pasillos en horas de la tarde o en la noche, ya que se produce rocío sobre las hojas de las plantas y se desarrollan enfermedades.

D. Temperatura

Está asociada a la humedad del aire. Las plantas crecen mejor donde existe un diferencial de temperatura entre el día y la noche, pero siempre buscando que la temperatura del día no sean muy altas y las de la noche no muy bajas, pudiendo ser 18- 20°C durante la noche y 25 - 30°C durante el día.

6. Plagas y enfermedades

En el cultivo hidropónico se debe evitar el uso de insecticidas, fungicidas, acaricidas, etc. Es conveniente combatir los insectos mediante el uso de plantas repelentes, plantas trampas y trampas cromáticas: amarillas, azul claro, azul cielo, beige o blanco.

El hidrocultor debe revisar el envés de las hojas del cultivo, preferiblemente con una lupa, todos los días temprano en la mañana.

Los insectos causan daño a las plantas porque se comen sus hojas o frutos, las cortan al ras del suelo, depositan huevos en sus tejidos y las perforan; además, transmiten microorganismos y son vectores de virus causantes de enfermedades.

También segregan sustancias tóxicas que causan daños a los cultivos, afectando las hojas, flores y frutos lo cual reduce su valor comercial.

Hay que tener presente que plantas que están bien suplidas de agua y fertilizantes se pueden defender mejor de las plagas y de las enfermedades.

A. Plantas repelentes de insectos voladores

Son aquellas plantas que exhalan sustancias que al evaporarse repelen los insectos (plantas aromáticas), tales como: albahaca, clavel de muerto, hierbabuena, poleo, lavanda, pasote, perejil, pica-pica (ortiga), romero, ruda, toronjil, orégano, ajo chino, cebollín, cebolla, ajo, menta, etc.

B. Plantas trampas

Son plantas usualmente rústicas que se saben que atraen insectos, como la berenjena, la cual se siembra cerca del cultivo y es a ella la que se le aplica los insecticidas y se protegen los cultivos como el tomate y el pimentón; todas ellas pertenecen a la familia Solanácea.

C. Trampas cromáticas de diferentes colores

Las trampas cromáticas o cromatóforas son platos plásticos amarillos, azul celeste o beige; también son tiras de plástico de los mismos colores, de 8-10 cm de ancho impregnados de aceite de comer, donde se pegan los insectos; una vez que las trampas se llenan de insectos, se lavan, se impregnan de aceite de comer nuevamente y se vuelven a usar.

Trampa amarilla, con hormonas y pegamento.

Fuente: repelentes.top

Trampas amarillas

Atrapan la mosca blanca (Bemisiatabaci) y áfidos o pulgones.

La mosca blanca es un insecto pequeño, de 1-3 mm; cuando adultos viven en colonia en el envés de las hojas y se pueden ver mejor con lupa.

Mosca blanca en el envés de la hoja.

Fuente: upload.wikimedia.org

Los adultos tienen alas y cuerpo cubierto con una fina capa de polvo ceroso de color blanco. Son insectos chupadores y transmisores de enfermedades virales.

Los áfidos o pulgones usualmente se ubican en el envés de las hojas, formando colonias; tienen un tamaño adulto de 4,4 mm.

Afidos en el haz de la hoja.

Succionan las partes jóvenes de las plantas y éstas se recubren de un melado de aspecto brillante que se tornan negro y pegajoso, causando deformaciones en las plantas y transmitiendo enfermedades virales.

D. Repelentes casero de insectos

a. Cóctel de plantas repelentes

Se licuan ajo, cebolla, cebollín, pica-pica y pasote en poca agua y se colocan pequeñas cantidades en sitios estratégicos. Cuando el cóctel deja de exhalar olores hay que renovarlo.

b. Insecticidas caseros
Solución de jabón azul diluido en agua

Se diluyen una o dos cucharadas de jabón azul rayado, disuelto en medio litro de agua. Después de asperjado la solución, el agua se evapora, dejando una película delgada que recubre los insectos, los cuales mueren por asfixia. No deben usarse detergentes y ni jabones de tocador.

Extracto de ajo (insecticida natural)

Se pelan y se muelen todos los dientes o bulbitos de tres cabezas de ajo, de tamaño mediano (aproximadamente 30 dientes) hasta formar una papilla o masa blanda.

Esa masa se coloca en un recipiente de vidrio o plástico y se le agrega agua hirviendo hasta que la masa quede cubierta.

Se guarda el recipiente bien tapado durante 5 días. Después de este tiempo está listo para utilizarlo: se filtran 4 cucharadas soperas (aproximadamente 30 cc) por cada medio litro de agua. Se asperja la solución sobre los cultivos.

Es conveniente ir alternando los diferentes extractos que se preparan de igual manera cada semana con diferentes plantas.

E. Insecticidas comerciales

Si no se han atacado a tiempo los insectos, es preferible usar un insecticida con etiqueta verde, el cual es ligeramente tóxico (mayor de 1400 DL 50% mg/kg de peso corporal) y resolver así el problema.

F. Alelopatía

Alelopatía: la defensa natural de las plantas

Es el efecto que tiene un cultivo sobre otro cultivo a través de los exudados radiculares o a través de las hojas que al sufrir abscisión (desprenderse de la planta) y descomponerse en el suelo pueden tener sustancias que afectan otras especies en su desarrollo. Por ejemplo:

  • El ajo porro (Allium ampeloprasum, grupo porrum) crece bien al lado de fresas, tomates, cebollas, zanahorias y rabanitos. Pero no crece bien al lado de la remolacha.
  • Las Fresas (Fragaria spp.) crece bien al lado de lechuga, rabanito, calabacín y cebolla.
  • El ajo frena la infección del moho gris. No crece bien al lado de papa, repollo, brócoli y coliflor.

7. Aspectos a considerar en la escogencia del sistema hidropónico apropiado

  • Se debe iniciar con un sistema sencillo de construir, de fácil mantenimiento y económico, para luego ir a un sistema más complicado.
  • Debe tenerse en cuenta el tamaño del sistema, lo cual va a determinar costo y tiempo necesario para su cuidado.
  • Tener claro los objetivos, si es para consumo casero o mixto; es decir, consumo y venta de algunos productos.
  • Disponibilidad y calidad del agua, fertilizantes y semillas.
  • Disponer de un área protegida, libre de árboles, luces, vientos y lluvias.
  • El área debe recibir al menos 6 horas diarias de luz, preferiblemente durante la mañana.

Tendencias: la hidroponía el futuro de la agricultura

La acuaponía como fuente mixta de alimentos

Fuente: www.2000agro.com.mx

Una oportunidad para hacer un uso más eficiente del agua, es la combinación de plantas y animales integrados en un mismo sistema en recirculación.

Según la FAO, Algunas granjas de agro-acuicultura integrada que utilizan tecnología acuapónica pueden reducir el consumo de agua en un 90% en comparación con las granjas agrícolas tradicionales.

En China, se desarrolla el proyecto acuapónico más grande del mundo en el Lago Taihu, más de 4 hectáreas de extensión basados en la experiencia del cultivo de arroz y peces.

Proyecto de Aqua biofiltro, Lago Taihu, China (Crédito Tom Duncan).

Fuente: csaranjuez.wordpress.com

Una alternativa a la falta de espacio: El cultivo hidropónico vertical

La reducción de la frontera agrícola y el acelerado crecimiento de la población urbana, ha ejercido una presión sobre la forma de cómo producir más alimento en menos espacio para satisfacer los requerimientos alimentarios de la población.

Esta forma de cultivar las plantas, está siendo ampliamente usada en todo el mundo, siendo sus líderes Japón, Taiwán, China, Singapur, Holanda y España.

El ejemplo de Singapur en la implementación del cultivo hidropónico

Singapur, con una alta tasa de población y escasa cantidad de tierras que desarrolla proyectos en este sentido para garantizar que su población produzca su propio alimento ya que el 80% es de origen importado.

Para su diseño se han utilizado materiales como botellas plásticas, frascos de vidrio y tubos PVC.

Su uso se ha popularizado en hogares de zonas urbanas, inclusive en apartamentos, donde las familias producen sus propias hortalizas y extiende la agricultura urbana.

Cultivador hidropónico urbano. Fuente: sembrandonoticias.com

También se ha incrementado el uso en jardines con sistema hidropónico vertical en calles y centros comerciales como lo revisamos en nuestro artículo sobre cultivos protegidos, enlace: https://agrotendencia.tv/agropedia/cultivos-protegidos/

Las investigaciones apuntan hacia el aumento de técnicas de este tipo que solas o combinadas con otras tecnologías de punta como el uso de cultivos protegidos, cultivos inteligentes y luz artificial ayuden a garantizar la seguridad alimentaria y reducir la pobreza y el hambre en el mundo.

Compiladores:

Ing. Agr., MSc., Ph.D. Ganimedes J. Cabrera F.

Ing. Agr., MSc., Odalis Perdomo

Referencias Consultadas

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Cabrera, G. 2003. Hidroponía Básica. Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Maracay. 327 p.

Cabrera, G. 2019. Hidroponía avanzada. Tomo I. Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Maracay. 450 p. (en preparación)

Cabrera, G. 2014. Compost: producción y uso. Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Maracay. 62 p.

Cabrera, G. 2000. La lombriz roja californiana. Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Maracay. 7 p.

Cabrera, G. y Pérez, J. 2015. Curso de Acuaponía. Universidad Central de Venezuela - INIA. 28 diapositivas.

Cabrera, G. 2012. Forraje Verde Hidropónico. Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. 41 p.

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Ramírez, D., Sabogal, D., Jiménez, P. y Hurtado-Giraldo, H. 2008 La acuaponía: una alternativa orientada al desarrollo sostenible. Revista Facultad de Ciencias Básicas 4(1):32-51.

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