INTRODUCCIÓN A LA HIDROPONÍA

MC. Juan Pedro Corona Salazar

Objetivos del

Curso

1.Capacitar y actualizar a personas

interesadas en las técnicas más

modernas de producción de

vegetales.

2.Promover y difundir esta tecnología

de producción para un mejor

aprovechamiento de los recursos

naturales, la optimización de la

nutrición y la generación de ingresos

para la sociedad en general.

TEMAS DEL CURSO

1. INTRODUCCIÓN

2. NUTRICIÓN VEGETAL

3. SUSTRATOS

4. SISTEMAS HIDROPÓNICOS COMERCIALES Y

DOMESTICOS

5. PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA

La agricultura es la labranza o cultivo de la tierra e incluye todos los trabajos

relacionados al tratamiento del suelo y a la plantación de vegetales. Las

actividades agrícolas suelen estar destinadas a la producción de alimentos y a

la obtención de verduras, frutas, hortalizas y cereales. (10-12 mil años de

antigüedad).

Implica la transición a un ecosistema totalmente diferente y un nuevo

orden de relaciones estructurales entre los participantes (hombre, planta,

suelo, agua y atmósfera).

La introducción y éxito de la agricultura debe haber estado relacionada con

las ventajas adaptativas que proporcionaba.

En una comunidad agrícola desarrollada existen 4 grupos de actividades:

• La reproducción o siembra y crianza selectivas de semillas y

animales.

• La manipulación o el cuidado de plantas o animales mientras

están en la fase de crecimiento.

• La obtención.

• El almacenamiento del grano o el mantenimiento de los

animales para asegurar una adecuada fuente reproductiva.

Distribución de las diferentes superficies de la tierra

Tierras agrícolas = 15´302,160 km2

1´530,216,000 ha

Superficie total de la tierra

510,072,000 km2

1 km2 = 100 has

TIPOS DE AGRICULTURA (según la dependencia del agua)

• De secano o temporal

• De regadío

• Agricultura de subsistencia

• Agricultura industrial

• Agricultura intensiva

• Agricultura extensiva

Agricultura en México

México cuenta con una superficie de 193 millones de has

105 millones son ejidales (54%)

30.2 millones de has con potencial cultivable (16%)

21.44 millones se siembran (70.8%)

5.37 millones (25%)

Son de riego16.07 millones (75%)

Son de temporal

2.8%

USO DEL AGUA

PAIS: NIGERIA

COSTO DE LA BOLSA DE AGUA PARA BEBER = $0.10 DLS

2011

Población 7,000,000,000

Población estimada

8,200 millones

(2020)

Evolución de la población urbana, semiurbana y rural, 1950-2000 en México

Llamamos Agricultura Urbana a la practica agrícola y pecuaria en las

ciudades, que por iniciativa de productores/as afincados en los barrios,

colonias, fraccionamientos, rancherías, barriadas y/o poblados periurbanos,

colindantes a las ciudades; que utilizan los mismos recursos locales, como

mano de obra, espacios, agua y desechos sólidos orgánicos y químicos,

así como servicios, que con el fin de generar productos de autocosumo y

los destinados a la venta en el mercado local con beneficios a corto plazo.

AGRICULTURA URBANA

BOSQUE

LAPRIMAVERA

Guadalajara en el contexto histórico de su crecimiento

Presión urbana

Presión urbana

Presión urbana

1524

1840

1940

1960

1970

2000

ZAPOPAN

TLAQUEPAQUE

RIO SANTIAGO

Valle de Santa Anita

Valle de Tesistán

Valle de Tateposco

Áreas posibles de ser utilizadas por la agricultura urbana

• Casas habitación

– Balcones

– Azoteas

• Lotes baldíos (convenio con propietarios)

• Áreas de donación (fraccionamientos)

• Parques públicos (desarrollo ambiental)

• Áreas de propiedad municipal (sin uso)

• Áreas de propiedad estatal (sin uso)

• Áreas de propiedad federal (concesión)

• Camellones…

HIDROPONIAHIDROPONIA

La palabra Hidroponía deriva del griego Hydro (agua) y Ponos (labor o trabajo) lo cual significa literalmente trabajo en agua.

El concepto general de hidroponía

“Una técnica de la biotecnología que hace

uso de los fenómenos naturales del

crecimiento vegetal para obtener resultados

mejores de las plantas cultivadas usando la

solución nutriente”

La Hidroponía.............

Es una alternativa de producción de cultivo sin tierra,sustituyendo esta por un medio inerte (no reaccionaquímicamente) aplicando soluciones nutritivas confertilizantes diluidos a través de un sistema dedistribución.

Conclusión

Se acompaña a este

sistema de producción el

establecimiento de

contenedores en

invernaderos donde se

desarrollan las plantas en

un ambiente controlado

para el buen desarrollo de

los cultivos.

HIDROPONIA

50% DEL POTENCIAL DE CRECIMIENTO NUTRICIÓN VEGETAL

INVERNADERO

100% + POTENCIAL GENÉTICO

50% DEL POTENCIAL DE CRECIMIENTO

MANEJO AMBIENTAL

DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN

Tecnificación de los sistemas de producción agrícola

Siembras

tradicionales

Riego en

surcos

Riego por

Goteo

Acolchado

plástico

Invernaderos

HIDROPÓNIA

HISTORIA

Jean Baptiste Boussingault, en

el mismo año, confirmó la

posibilidad de emplear

soluciones acuosas de

substancias químicas conocidas

y poder hacer crecer las plantas

sobre diversos sustratos de la

tierra.

1802-1887

Justus Von Liebig, con su

obra Disertación sobre la

fisiología de las plantas,

publicada en Oxford en 1840,

dio un gran impulso a los

estudios experimentales

sobre la teoría mineral de la

nutrición de las plantas.

1803-1873

De 1860 a 1868 el agrónomo

alemán Knop realizó cultivos en

medios líquidos, utilizando una

fórmula todavía hoy en uso…

N(NO3)

N(NH4)

P(PO4)

K+ Ca++ Mg++ SO4--

Knop's 1865 206 - 57 168 244 24 32

ppm

A final de la década de 1920 e inicio de los años

treinta el Dr. William F. Gericke de la Universidad

de California extendió sus experimentos de

laboratorio y trabajos en nutrición de plantas a

cosechas prácticas en aplicaciones comerciales a

gran escala. A estos sistemas de nutricultura los

llamó "hidroponia“.

Esquema transversal del sistema de Gericke

Raíces tipo

aire-suelo

Raíces tipo agua

Solución nutritiva

(mayor desarrollo radicular)

Estructura de malla

Metálica sobre la solución

Para el soporte de las

plantas

Desarrollo de sistemas

hidropónicos

domésticos, E.U.

Instalaciones

hidropónicas

cultivando tomate y

lechuga, Canadá

Cultivo de hortalizas

en la zona de Almería,

España

Cultivo en hidroponia

en el desierto, Israel

Cultivo de hortalizas

hidropónicas en agua

desalinizada, Emiratos

Arabes

Cultivo de flores y

plantas ornamentales

en hidroponia, Holanda

Panorama mundial del desarrollo de la hidropónia

NUTRICIÓN VEGETAL EN SUELO

SOLUCIÓN DEL

SUELOAGUA

CO2

O2

FOTOSÍNTESIS

AZÚCARES

CRECIMIENTO ALMACENAMIENTO

ENERGÍA

LUMINOSA

OXIGENO

SUELO MINERAL+MATERIA

ORGÁNICA

pH

CE

CIC

TEXTURA

ESTRUCTURA

Planta desarrollada en suelo

lixiviación

PLAGAS Y

ENFERMEDADES

Acumulación de

sales

INTEMPERISMO

CONDICIONES

AMBIENTALES

EXTREMAS

RENDIMIENTOS DE JITOMATE

MÁXIMOS DE 100 TON/HA

(SINALOA)

Tamaños*Cajas de

Exportación

Cajas de Mercado

Nacional

Extra - Grande 2014 849

Grande 2101 849

Mediano 1293 635

Pequeño 656 401

Total 6,064 2,734

Cajas de 25 Libras (11.36 Kg)

*Extra - Grande = 150 gr./fruto, Grande = 125 gr./fruto, Mediano = 100 gr./fruto

Pequeño = 75 gr./fruto.

SOLUCIÓN NUTRITIVA

CO2 enriquecido

O2

FOTOSÍNTESIS

AZÚCARES

DESARROLLO Y

PRODUCCIÓN

ENERGÍA

LUMINOSA

OXÍGENO + AGUA

SUSTRATO INERTE (CARACTERIZADO)

pH

CE

AMBIENTE CONTROLADO

(calidad de luz, temperatura y HR)

monitoreados

CARACTERÍSTICAS

GENÉTICAS

Evapotranspiración + eficiente

PLAGAS Y

ENFERMEDADES

(aisladas)

DRENAJE EFICIENTE

Planta desarrollada en hidroponía bajo invernadero

RENDIMIENTOS DE JITOMATE

MÁXIMOS DE 550 TON/HA

Rendimientos de 12.5-19.00 kilos por planta por ciclo, dependiendo la variedad y una

densidad promedio de 28,000 plantas/hectárea

Ventajas de la Hidroponía

• Se obtienen rendimientos muy superiores a los cultivos en suelo.

• Se puede cultivar en interiores, balcones, terrazas, patios, etc.

• Se requiere una superficie mucho menor para obtener igual

cantidad de producción. Realizando instalaciones superpuestas,

puede multiplicarse aún más el espacio.

• Se acorta el período de cultivo. El desarrollo de la planta es más

rápido.

• Las plantas desarrollan poco sus raíces pues están directamente

en contacto con los nutrientes, pero logran un crecimiento

extraordinario de tallos, hojas y frutos.

• Requiere mucho menor mano de obra, ya que no es necesaria

la remoción del suelo, efectuar trasplantes, limpiar los cultivos de

malezas, aplicar fertilizantes, etc. reduciéndose además las

tareas de recolección de los frutos, entre otras ventajas.

• La presentación de los productos obtenidos es superior a

la de los cultivados en tierra, mantieniendo los cultivos en

un medio fitosanitario extraordinariamente bueno.

• Ahorra gran cantidad de agua.

• Ahorra gran cantidad de fertilizante.

• Pueden disminuirse los gastos para las operaciones de

cultivo mediante la automatización.

• El sistema de cultivo hidropónico, permite la incorporación

de personal, que por sus características (avanzada edad,

discapacitados, etc.) no podrían realizar tareas en los

cultivos tradicionales.

Cultivo

Agua usada en

cultivo

tradicional

Agua usada en

Fincas

hidropónicas

Emiratos Arabes

Ahorro de agua

por kilo

producido

Lechugas 1211.33 litros 37.85 litros 1173.47 litros

Jitomates 1362.74 litros 45.42 litros 1317.32 litros

Fresas 1400.60 litros 204.41 litros 1196.19 litros

Ejemplo, para producir 1 kg de las siguientes hortalizas, podrás

ver en el gráfico de la cantidad de agua que se requiere.

Comparativas de producción-aprovechamiento del agua

en jitomate usando 3 tipos de sistemas

Consumo de

agua

Litros/m2

Rendimiento

kg/m2

Eficiencia

Litros/kg%

Campo abierto 624 7 89.14 100

Invernadero con sistema

hidropónico abierto 1,200 25 48 153

Invernadero con sistema

hidropónico cerrado 1,000 50 20 175

Cultivo

Hidropónico Fertirriego

Campo

abierto

convencional

Tm/HaN°cultivos/

añoTm/Ha/año Tm/Ha/año Tm/Ha/año

Pepinillo 300 2 600 290 30

Berenjena 28 2 56 30 20

Pimiento verde 57 2 114 98 16

Pimiento rojo 45 2 90 35 10

Lechuga 31 10 313 80 52

Jitomate 550 1** 550 120 60

Frijol 50 2 100 20 12

** Cultivo de jitomate crecido en invernadero en un período de 11 meses

(indeterminado).

Rendimientos de hortalizas crecidas hidropónicamente en invernaderos

del desierto bajo fertirrigación y en campos abiertos

A través de la Hidroponía productores mexicanos obtienen

al año más de 747 mil 150 toneladas de jitomate,

pimientos y pepinos cultivados con sistemas hidropónicos

en una superficie de dos mil 550 hectáreas; de esta

producción, prácticamente toda se destina al mercado de

Estados Unidos, Canadá y países de Europa (fuente

SAGARPA).

En el caso del tomate se llegan a obtener en promedio 400

toneladas por hectárea, de pepino 80 toneladas y de

pimientos 140 toneladas. Con los sistemas de cultivo tradicional

los rendimientos llegan a ser de 120 toneladas de jitomate por

hectárea, de pimiento 60 y de pepino 40, además de que no todo

el año se tiene producción.

Producción hidropónica en ambientes urbanos en México

CASO JITOMATE (ejemplo)

Consumo promedio de jitomates frescos (saladette) en una familia de 5

personas

66 kilos/año/promedio

Consumo diario de jitomate de una familia de 5 personas

180 gramos

Producción hidropónica promedio de jitomate saladette –hibrido- por metro

cuadrado al año.

37.5 kilos/metro cuadrado/año = 375 toneladas por hectárea/año

Cantidad de plantas de jitomate por metro cuadrado (densidad)

3 plantas

Cantidad de plantas necesarias para producir el consumo de jitomate de una

familia de 5 personas

6 plantas de jitomate (12.5 kilos por planta/año) = 75 kilos

Cantidad de superficie necesaria para producir el consumo de jitomate para

una familia de 5 personas

2 metros cuadrados

Producción hidropónica en ambientes urbanos en México

CASO LECHUGA EUROPEA (ejemplo)

Consumo promedio de lechuga fresca en una familia de 5 personas

104 lechugas/año/promedio

Cantidad de plantas de lechugas por metro cuadrado (densidad)

25 plantas (promedio)

Producción hidropónica promedio de lechuga por metro cuadrado al año.

200 lechugas/metro cuadrado/año = 200,000 lechugas por hectárea/año

8 cosechas/año

Cada 46 días (promedio)

Cantidad de superficie necesaria para producir el consumo de lechuga europea

para una familia de 5 personas

0.520 metro cuadrado

1.00 m

Aspectos técnicos en la hidroponía

Necesidades de la producción

Los cultivos hidropónicos requieren tres componentes

básicos:

• Sustratos

• Contenedores

• Soluciones nutritivas

• Aparatos o medios de control de la solución

Clasificación de los tipos de hidroponia

Criterios básicos:

• El medio físico donde crece la raíz de la planta (sustrato).

• El método de suministro de la solución nutritiva (riego).

• El método en su caso, de oxigenación de la solución

nutritiva, movimiento y/o compresor.

• La existencia o no de reciclado o recuperación de la

solución nutritiva.

Diseños

hidropónicos

Cultivo desarrollado en un

medio exclusivamente liquido

(water culture).

Las plantas son transplantadas o germinan hacia un

sistema donde las raíces se ponen en contacto

directo con la SN.

Cultivo en sustrato

sólido inerte y poroso

(plantas ancladas)

La SN atraviesa

el sustrato de

arriba-abajo por

percolación

(sand culture)

Por irrigación

superficial

discontinua

(slop method)

Con

recuperación

de la SN

Sin

recuperación

de la SN

Por irrigación

superficial

continua (drip

method)

Con

recuperación

de la SN

Sin

recuperación

de la SN

Por sub irrigación propiamente dicha

Por circulación

continua a nivel

constante.

Con recuperación

de la Solución

Nutritiva.

La SN atraviesa el sustrato de abajo-

arriba por sub irrigación (subirrigate

culture o gravel culture)

Cultivo en sustrato sólido inerte y poroso (plantas ancladas)

La SN atraviesa el sustrato de abajo-arriba por

sub irrigación

Static Aerated Technique - SATLas plantas se crecen en una

profundidad de la solución

nutriente estática que es aireada

bombeando el aire en la solución

nutriente desde el tanque. Esto

se refiere como "técnica pasiva"

Ebb and Flow Technique - EFT

Las plantas crecen como en

SAT, pero la solución nutriente

se elimina 3-4 veces al día de

permitir que las raíces

respiren. Esta técnica se

llama técnica de la

"inundación y del dren".

Bueno para los jardines de

casa y almácigos.

Deep Flow Technque - DFTLa solución nutritiva fluye a 2-3

cm de profundidad en un tubo de

PVC de 10 cm de diámetro, la

maceta tiene sustrato el cual toca

su fondo haciendo contacto con

la SN, pueden ser dispuestos en

un plano o en forma de zig zag

dependiendo de los tipos de

cultivos.

Una película fina de la solución

nutriente es siempre adentro

contacto con las raíces.

Mientras que las soluciones

nutrientes circula, la superficie

de la raíz se expone al aire, esto

ayuda a las raíces para respirar.

Recomendado para producir

cualquier tipo de hortalizas.

Nutrient Film Technique - NFT

Drip Irrigation Technique - DIT Plantas crecidas en substratos

inertes u orgánicos. La solución

nutriente alimenta cerca de las

raíces, se riega 6 - 7 veces al día

en gotas. Esta técnica se llama

"técnica de la irrigación por

goteo". Los desiertos en el

Oriente Medio están exportando

producto de la cosecha debido a

esta técnica. También conveniente

para la plantaciones comerciales.

Fog Feed Technique - FFTEsto es similar a RMT pero el

tamaño de la gotita es tan

muy específica ya que la

solución nutriente puede

apenas humedece su mano.

Esta técnica tiene todavía ser

perfeccionada. Bueno para

las plantas como orquídeas,

anthuriums, etc. AE

RO

PO

NIA

SUSTRATO: Lana de roca

CULTIVO: Jitomate bola

LECHUGA Y FLORES HIDROPONICAS EN TUBOS DE PVC

TOMATE HIDROPONICO EN SUSTRATO DE PERLITA

CULTIVO DE FRESA EN SUSTRATO DE PERLITA

MELON HIDROPONICO EN

SUSTRATO DE LANA DE ROCA

FRESA HIDROPONICA EN

SUSTRATO DE PERLITA

FRESA HIDROPONICA EN

SUSTRATO DE PERLITA

TOMATE HIDROPONICO EN SUSTRATO DE TEZONTLE

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA NGS®

PIMIENTO EN SISTEMA NGS

ALTURA: 1.80 – 2.20 m

El Cid F1(HMX 0801)

Precoz Oval-cuadrado Vigorosa y

Rojo muy erecta atractivo

ToMV V1 Fol 1,2 M

ToMV = Virus del Mosaico del

Tomate raza 1

V1 = Verticillium albo-atrum,

verticillium dahliae raza 1

Fol 1,2 = Fusarium oxysporum

f.sp. Lycopersici razas 1,2

M = Meloidogyne arenaria,

Meloidogyne incognita,

Meloidogyne javanica

Fusarium wilt, race 1 Fol (race 2)

Fusarium wilt, race 2 Fol (race 3)

Fusarium wilt, race 3 ToMV Tomato

mosaic virus Mj Root-knot

nematodes Vd Verticillium wilt For

Fusarium crown and root rot Pst

Bacterial speck Pl Corky root rot

TSWV Tomato spotted wilt virus Lt

Powdery mildew TYLCV Tomato

yellow leaf curl virus

Variedad Daniela

Variedad de jitomate Kumato

Alto en licopeno

ACUAPONIA

ACUACULTURA HIDROPONIA =+

“Un optimista ve una oportunidad en

todo problema, un pesimista ve un

problema en toda oportunidad”Winston Churchil