Cultivo sin Suelo de HortalizasAspectos Prcticos y Esperiencias

Cu

ltiv

o

sin

S

ue

lo

de

H

or

ta

liz

as

S r i e D i v u l g a c i T c n i c a

Carlos Baixauli Soria

Jos M. Aguilar Olivert

C O N S E L L E R I A D A G R I C U LT U R A , P E I X C A I A L I M E N TA C I

Cultivo sin Suelo de Hortalizas

S r i e D i v u l g a c i T c n i c a

Aspectos Prcticos y Experiencias

53

S r i e D i v u l g a c i T c n i c a n 5 3

Consellera dAgricultura, Peixca i Alimentaci

Se autoriza la reproduccin integra de esta publicacin,mencionando su origen.

2 0 0 2

Cultivo sin Suelo de HortalizasAspectos Prcticos y Esperiencias

Cultivo sin Suelode Hortalizas

S r i e D i v u l g a c i T c n i c a

Carlos Baixauli Soria

Jos M. Aguilar Olivert

Aspectos Prcticos y Experiencias

Edita: GENERALITAT VALENCIANAConsellera de Agricultura, Pesca y Alimentacin

Autores: Carlos Baixauli Soria. Director Tcnico del Centro de Formacin. Fundacin Caja Rural Valencia.Jos M. Aguilar Olivert. Fundacin Caja Rural Valencia.

Fotomecnica, Diseo e Impresin: Textos i Imatges, S.A.

Tel.: 96 313 40 95 Valencia

I.S.B.N.: 84-482-3145-7Depsito Legal: V-1876-2002

Cultivo sin suelo de Hortalizas

NDICE DE MATERIAS

9

111111

121214

15

1515161717171718181818188

191919192020202020

20

21232424242626

PRLOGO

1 DEFINICIN, ANTECEDENTES Y SITUACIN ACTUAL11 DEFINICIN12 ANTECEDENTES Y SITUACIN ACTUAL

2 JUSTIFICACIN DEL CULTIVO SIN SUELO21 VENTAJAS DEL CULTIVO SIN SUELO22 INCONVENIENTES

3 PRINCIPALES SUSTRATOS EMPLEADOS, CARACTERSTICASY PROPIEDADES31 EVOLUCIN DE LOS SUSTRATOS Y SUPERFICIES CULTIVADAS32 PRINCIPALES SUSTRATOS, CARACTERSTICAS Y PROPIEDADES

321 PROPIEDADES FSICAS3211 POROSIDAD TOTAL3212 CAPACIDAD DE AIREACIN3213 AGUA FCILMENTE DISPONIBLE3214 AGUA DE RESERVA3215 AGUA TOTAL DISPONIBLE3216 AGUA DIFCILMENTE DISPONIBLE3217 DISTRIBUCIN DEL TAMAO DE LAS PARTCULAS3218 ESTRUCTURA ESTABLE3219 DENSIDAD APARENTE

322 PROPIEDADES QUMICAS3221 CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATINICO. C.I.C3222 DISPONIBILIDAD DE LOS NUTRIENTES3223 SALINIDAD3224 PH3225 RELACIN C/N

323 PROPIEDADES BIOLGICAS3231 VELOCIDAD DE DESCOMPOSICIN3232 ACTIVIDAD REGULADORA DEL CRECIMIENTO3233 ESTAR LIBRE DE SEMILLAS DE MALAS HIERBAS Y

DE PATGENOS33 PRINCIPALES SUSTRATOS UTILIZADOS EN CULTIVO SIN SUELO DE

HORTALIZAS331 LANA DE ROCA332 PERLITA333 ARENAS334 TURBAS335 FIBRA DE COCO336 PICN337 OTROS SUSTRATOS

27

2729303133343536

3738394041

47474849495051

51525353545454

54

555658596567676767686969

4 SISTEMAS DE CULTIVO SIN SUELO Y PREPARACIN DELINVERNADERO41 PREPARACIN DEL INVERNADERO42 INSTALACIN DE PUNTOS DE CONTROL43 SISTEMA DE CULTIVO EN LANA DE ROCA44 SISTEMA DE CULTIVO EN PERLITA45 SISTEMA DE CULTIVO EN ARENA46 SISTEMA DE CULTIVO EN FIBRA DE COCO47 SISTEMAS DE CULTIVO EN AGUA48 OTROS SISTEMAS

5 SOLUCIN NUTRITIVA51 PH52 CONDUCTIVIDAD ELCTRICA53 FORMULACIN DE LA SOLUCIN NUTRITIVA54 CLCULO DE LA SOLUCIN NUTRITIVA

6 INSTALACIN DE RIEGO61 ALMACENAMIENTO DEL AGUA62 CABEZAL DE RIEGO63 SISTEMAS QUE PERMITEN PREPARAR LA SOLUCIN NUTRITIVA

631 SISTEMA BALSA632 INYECCIN PROPORCIONAL633 SISTEMAS DE INYECCIN AUTOMTICA CON CONTROL DEL

PH Y DE CE6331 INYECCIN DIRECTA EN LA TUBERA DE RIEGO6332 DEPSITO DE MEZCLA

634 RED DE DISTRIBUCIN635 EMISORES

6351 CAPILARES O MICROTUBOS6352 EMISORES DE LABERINTO6353 EMISORES DE MEMBRANA AUTORREGULADOS Y

ANTIDRENANTES6354 EMISORES AUTOCOMPENSANTES Y

ANTIDRENANTES

7 MANEJO DE LOS CULTIVOS SIN SUELO71 LABORES PREPARATORIAS72 PLANTACIN73 CONTROL DEL RIEGO74 MANEJO DE LA SOLUCIN NUTRITIVA75 PROGRAMACIN Y AUTOMATIZACIN DE LOS RIEGOS

751 RIEGOS A HORA FIJA752 RIEGOS CCLICOS753 RIEGOS POR RADIACIN754 RIEGOS POR DEMANDA755 RIEGOS POR MEDIDA DE DRENAJE756 OTROS SISTEMAS

72

7273747474757575757676

77

78

808282828384

87

91

91

94

99

100

102

107

8 FISIOPATAS MS IMPORTANTES EN LOS SISTEMAS DECULTIVO SIN SUELO

81 BLOSSOM END ROT82 VITRESCENCIA DEL MELN83 CRAKING84 CARENCIAS NUTRICIONALES

841 DEFICIENCIA DE FSFORO842 CLOROSIS FRRICA843 OTRAS CARENCIAS NUTRICIONALES

85 SNTOMAS DE EXCESO DE SALES86 PIE DE ELEFANTE87 FRUTOS PARTENOCRPICOS88 QUEMADURA DEL CUELLO DE LA PLANTA

9 PATOLOGAS ESPECFICAS MS FRECUENTES EN SISTE-MAS DE CULTIVO SIN SUELO

10 DESINFECCIONES Y POSIBILIDAD DE EMPLEO DE PRO-DUCTOS FITOSANITARIOS EN SISTEMAS DE CULTIVO SINSUELO DISUELTO EN LA SOLUCIN NUTRITIVA

11 SISTEMAS DE RECIRCULACIN DEL DRENAJE111 DISTINTOS SISTEMAS PARA TRATAR EL DRENAJE

1111 SISTEMA NFT1112 SISTEMA NGS

112 OTRAS POSIBILIDADES DE UTILIZACIN DE LOS DRENAJES113 RECIRCULACIN DEL DRENAJE

12 ALGUNOS ASPECTOS DEL MANEJO DEL SEMILLERO

13 ALGUNOS RESULTADOS DE EXPERIENCIAS EN SISTEMASDE CULTIVOS SIN SUELO

131 EXPERIENCIAS DE MS INTERS EN CULTIVO DE TOMATEDESARROLLADAS EN EL CAMPO DE EXPERIENCIAS DE SURINVER. (PILARDE LA HORADADA)

132 EXPERIENCIAS DE MS INTERS REALIZADAS EN TOMATE EN ELCENTRO DE FORMACIN DE FUNDACIN CAJA RURAL VALENCIA (PAIPORTA)

133 EXPERIENCIAS DE MS INTERS EN CULTIVO DE PIMIENTODESARROLLADAS EN EL CAMPO DE EXPERIENCIAS DE SURINVER

134 CULTIVO DE BERENJENA EN EL CENTRO DE FORMACIN DEFUNDACIN CAJA RURAL VALENCIA

135 CULTIVO DE MELN, EXPERIENCIAS EN EL CENTRO DE FORMACINDE FUNDACIN CAJA RURAL VALENCIA

BIBLIOGRAFA

9Prlogo

Cuando uno de los autores de este libro me propuso que confeccionara el prlogo del mismo, lecomentaba medio en broma y medio en serio que se lo pensara, porque este tipo de cosas, comootras formalidades que socialmente han estado muy arraigadas en el pasado, hoy en da no slo nose estilan, sino que a veces son tildadas despectivamente de antiguas y l era demasiado joven ymoderno para asumir esta crticas.

Dejando de lado la chanza, quiero en primer lugar sealar que para mi es un honor prologarun trabajo como el presente, que se presupone que se hace en el mbito de mi especialidad, y acargo de dos amigos, casi discpulos, y con los que tengo la oportunidad de relacionarme coti-dianamente en el desarrollo del amplio programa de experimentacin hortcola que impulsa desde hace aos la Consellera de Agricultura de la Generalitat Valenciana, en colaboracin conFECOAV, ANECOOP y la Fundacin Caja Rural Valencia, organismo este ltimo a cuya plantillapertenecen los dos autores.

El trabajo aqu expuesto recoge una tecnologa en plena expansin, novedosa y en contnuocambio, como es la del cultivo sobre suelo no convencional, que sobre todo estuvo al alcance delos agricultores a partir de mediados de la dcada de los 70, cuando el ingls Cooper patent unsencillsimo y eficaz sistema de NFT, en el que segn nuestra modesta opinin se basan, en mayoro menor medida, todos los prototipos actuales.

Como en tantos otros mbitos - y no slo el agrario -, en muchas ocasiones, ante un sistemaeficaz, el empirismo rebasa su propia justificacin cientfica y ese ha sido el caso de la tecnologadel manejo nutricional de los cultivos con soluciones nutritivas, ya que los horticultores descubrie-ron que con la utilizacin de los sistemas sin suelo, se soslayaban algunos problemas de patge-nos del suelo, las cosechas podan ser ms abundantes y sobre todo mejoraban la calidad de lasmismas, objetivo prioritario de la Agronoma actual.

En este libro se abordan preferentemente tres tipos de cuestiones:

Se trata de establecer un fundamento cientfico del manejo agronmico de los cultivossin suelo.

Se hace una amplia descripcin de los principales sistemas de manejo de los mismos.

Se aporta la inestimable experiencia prctica de ms de 10 aos de trabajo directo en el tema.

No puede decirse que no exista bibliografa especfica sobre esta tecnologa, como puede com-probarse en la exhaustiva lista consultada y citada por los autores, pero en la mayor parte de lostextos - salvo contadas excepciones, que las hay -, se hace un gran hincapi en la descripcin delos sistemas y en los fundamentos bsicos de su funcionamiento, pero a veces en la comunicacinque proporcionan - que en algunos de ellos, por otra parte es magnfica -, se hecha en falta unamayor justificacin en las bases de su puesta en marcha que permita una proyeccin utilizable f-cilmente en otras condiciones, y sobre todo una informacin aplicada y aplicable en nuestra reamediterrnea, que el lector puede encontrar en este libro, fruto de la gran experiencia de los dosautores responsables del mismo, insertados en un grupo de trabajo ms amplio, radicado en laComunidad Valenciana, como ya indicamos anteriormente, desde hace ms de 10 aos.

Si la agronoma, como algunos agrnomos actuales opinamos - y siempre han considerado lostratadistas agrarios serios, como Columela, Ab Zacara, Du Hamel, Thull, Dumont, etc -, es unaciencia fundamental y prosaicamente local, los profesionales que estudien y consulten este libropodrn obtener del mismo una informacin valiossima capaz de ser extrapolada a los sistemas hor-tcolas del rea mediterrnea espaola para el manejo de los cultivos con soluciones nutritivas.

Ambos autores son en la actualidad ingenieros tcnicos agrcolas, que desarrollan sus funcio-nes, como se indic anteriormente, en la finca que la Fundacin Caja Rural Valencia posee en Pai-porta (Valencia), centradas principalmente en la experimentacin, investigacin y demostracinhortcola. La actividad agronmica desarrollada en esta finca ha pasado a ser un referente en laHorticultura de otras reas espaolas o extranjeras, a travs de viajes especficos.

Por todo ellos queremos recomendar la lectura y consulta de este texto, felicitar a los autoresdel mismo por una exposicin tan magnfica y rigurosa, como la que han redactado, y por ltimoagradecer a los responsables de la Consellera de Agricultura de la Generalitat Valenciana que hanfinanciado y propiciado este libro, as como los experimentos tan interesantes para el sector hort-cola valenciano, que han dado lugar al mismo.

Valencia, Octubre de 2000J. Vicente Maroto Borrego

Catedrtico de Horticultura y Cultivos Herbceos. ETSIA.Universidad Politcnica de Valencia.

10

11

1 Definicin, Antecedentes y Situacin Actual

11 Definicin

Por cultivo sin suelo, se entiende cualquier sistema que no emplea el suelo para su desarro-llo, pudindose cultivar en una solucin nutritiva, o sobre cualquier sustrato con adicin de so-lucin nutriente.

La terminologa es diversa, aunque originalmente la denominacin es la de cultivos hidropni-cos, que es como coloquialmente ms se le conoce. Fue el Dr. W.F. Gericke el que acu la palabrahidropnico para designar este tipo de cultivo. Cultivo hidropnico procede de las letras griegashydro (agua) y ponos (trabajo), literalmente trabajo en agua, este trmino es conocido mundial-mente y nicamente vara la pronunciacin (Steiner A., 1968). Se consideran sistemas de cultivo hi-dropnico, aquellos que se desarrollan en una solucin nutritiva o en sustratos totalmente inertes ya los sistemas que cultivan en sustratos orgnicos, como cultivo sin suelo. Existen incluso autoresque prefieren no incluir el cultivo en sacos de turba como sistemas de cultivo sin suelo. La termi-nologa Cultivo sin Suelo es empleada literalmente en otros idiomas, soiless culture, culture sen-za terreno, culture sans sol.

Desde un punto de vista prctico, los cultivos hidropnicos pueden clasificarse en: cultivos hidro-pnicos (cultivo en agua ms nutrientes o sobre materiales inertes) y cultivos en sustrato (cultivo sobremateriales qumicamente activos, con capacidad de intercambio catinico) (Abad y Noguera, 1997).

Por solucin nutritiva se entiende, el agua con oxgeno (O2) y todos los nutrientes esenciales pa-ra las plantas, disueltos en una forma inorgnica completamente disociada, aunque en la solucinpueden existir formas orgnicas disueltas, procedentes de los microelementos en forma de quelato.

12 Antecedentes y Situacin Actual

Los cultivos hidropnicos surgen de los primeros trabajos de investigacin, encaminados aconocer las necesidades nutritivas de las plantas. Se conocen algunos trabajos desarrollados bajosistemas de cultivo sin suelo en 1666 por el cientfico Robert Boyle, que public el primer experi-mento de cultivo en agua. A mediados del siglo XVII Van Helmont pens que el agua es el factor decrecimiento ms importante de los vegetales. Hasta mediados del siglo XVIII, tan slo hubo pe-queas experiencias realizadas por Woodward, Morceau y de Saussure. De 1850 a 1860 se emple-aron diversas tcnicas para entender la nutricin de las plantas por Frst zu Salm Horsmar, Knop ySachs. Los cultivos hidropnicos tal y como los conocemos en la actualidad, fueron impulsadosen 1930 por Gericke de la Universidad de California, introduciendo el sistema de cultivo sin suelode forma comercial para tomates, desarrollando los cultivos en balsas de arena. Ellis-Swaney rea-liza cultivos en grava.

La necesidad de suministrar verduras frescas a los soldados americanos durante la segundaguerra mundial, en las islas del Pacfico, por la imposibilidad de cultivar en sus suelos rocosos, ha-ce que en 1945 se produzca un cierto desarrollo de las tcnicas de cultivo sin suelo.

12

El gran despegue de los cultivos protegidos o forzados se produce en los aos sesenta, con ladifusin de los plsticos como material de cubierta en los invernaderos (Maroto, 1990). La apari-cin de nuevos plsticos para conduccin de riego, el desarrollo de los riegos localizados, laincorporacin de los programadores de riego, ordenadores para su manejo y el desarrollo de dis-tintos sustratos inertes, ha permitido la implantacin de los sistemas de cultivo sin suelo.

Este impulso se reactiva en los aos 70 en pases como Japn y algunos pases de Europa, eneste segundo caso influenciado claramente por la antigua P.A.C., que entre sus objetivos primordia-les figura, el aumentar la productividad agraria para garantizar el abastecimiento alimentario.

El sistema de cultivo enarenado de Almera y Murcia se acerca bastante al sistema de cultivosin suelo y se considera como el precursor de estos nuevos sistemas de cultivo hidropnico,que se desarrollan en Espaa, inicindose en Murcia por medio de cultivos en salchichas dearena (Martnez, P. F. 1996).

En Espaa en 1980 la empresa Ariel instala en Almera una finca experimental con sistema NFT.En 1983-84 se inician los primeros desarrollos con lana de roca. En 1985 se realizan trabajos con-ducentes al estudio de nuevos sustratos substitutivos de lana de roca, debido principalmente a suelevado precio, mediante el uso de arenas silceas, calcreas y turbas (Martnez, E. Garca, M.1993). En la campaa 1985-86 haba en Espaa un total de unas 30 hectreas cultivadas en siste-mas de cultivo sin suelo.

El crecimiento de la superficie destinada a los cultivos sin suelo en la ltima dcada ha sido es-pectacular, pasando de 200 hectreas cultivadas durante la campaa 1988-89 a las aproximada-mente 3.600 hectreas de cultivos sin suelo de hortalizas cultivadas en toda Espaa durante la cam-paa 1999-2000. Dicho incremento est claramente influenciado por el desarrollo de la horticulturaintensiva en los ltimos 10 aos tras la total adhesin de Espaa como miembro de la Unin Euro-pea y el incremento espectacular de las exportaciones de la mayor parte de los productos hortcolas,duplicndose en la mayor parte de los casos y cuatriplicndose en productos como el tomate, laslechugas y los melones.

Este crecimiento est claramente relacionado con el de la superficie protegida. En Espaa he-mos pasado de 24.000 hectreas en 1991 a 47.000 hectreas de invernaderos en 1997, situndo-nos como el 2 pas en importancia a nivel mundial detrs de Japn.

2 Justificacin del Cultivo sin Suelo

Para ello se analizan las ventajas y los inconvenientes del sistema.

21 Ventajas del Cultivo sin Suelo

a) Se obtiene una ptima relacin aire/agua en el sistema radicular de la planta, favoreciendopor tanto el desarrollo del cultivo.

b) La nutricin est mucho ms controlada que en los sistemas de cultivo en suelo, puesto que

13

no existen interacciones. Se emplea una solucin nutritiva directamente o aplicada a un sus-trato totalmente inerte, sin actividad qumica, o sobre sustratos con una baja capacidad de in-tercambio catinico.

c) En sistemas cerrados, en donde el drenaje es reutilizado, se puede conseguir un ahorro deagua y fertilizantes. Por el hecho de tener controlados dichos drenajes se evita la contamina-cin de suelos y acuferos.

d) Se pueden emplear sustratos distintos a los comercialmente conocidos y procedentes de re-siduos, como la paja de cereales, la fibra de coco, ladrillo triturado, fibra de madera, residuode la industria del corcho, etc., con muchas posibilidades y con posibles soluciones por ex-plotar a nivel local.

e) Al emplear en la mayor parte de los casos sustratos totalmente inertes, con ausencia de en-fermedades tpicas del suelo, convierten al sistema de cultivo sin suelo, como una buena al-ternativa al empleo de desinfectantes, entre los que cabe citar el bromuro de metilo, el cual seencuentra en fase de desaparicin.

f) Generalmente se obtiene en los cultivos una buena uniformidad que facilita las labores cultu-rales, como podas, entutorados, etc.. Se suprimen los trabajos de incorporacin de abonadosde fondo, preparaciones de suelo y eliminacin de malas hierbas, mejorando en general lascondiciones de trabajo. En determinados cultivos como el fresn cultivado en invernadero, laposibilidad de montar el sistema en altura, puede facilitar la recoleccin.

g) Se puede conseguir una mayor precocidad y mayor potencial productivo, debido a que laplanta cuando toma la solucin nutritiva, consume menos energa para su desarrollo que enlos sistemas de cultivo en suelo.

h) Generalmente se puede obtener una mejor calidad de cultivo y por lo tanto del producto.

1. Cultivo sin suelo en fresn, sobre estructura que facilita la labor de recoleccin.

14

22 Inconvenientes

a) En las instalaciones donde se trabaja a solucin perdida, el sistema puede ser contaminante,cuando se evacuan los drenajes al suelo a una fosa.

b) El vertido tanto de sustratos como de plsticos de forma incontrolada, es tambin contaminante.

c) Pueden aparecer, y de hecho aparecen, enfermedades de raz, por ausencia de mecanismosde defensa en los sustratos. Un ejemplo es el Phytium que acta en sistemas de cultivo sinsuelo sobre plantas adultas, produce enanismo acusado y llega a matar las plantas.

d) El sistema requiere de una mayor precisin en el manejo del riego y la nutricin. En cultivossin suelo generalmente se trabaja con bajos volmenes de sustrato, con poca reserva de aguay un error puede traer consecuencias fatales.

e) En sustrato se da una menor inercia trmica que en el suelo y los cultivos estn ms expues-tos a los posibles cambios de temperatura ambiental.

f) El establecimiento de un cultivo sin suelo, supone un mayor coste de instalacin, tanto porlos elementos de riego, por la conveniencia de adecuar el cabezal de riego, la adquisicin decontenedores y sustratos.

g) Por ser una tcnica novedosa para el agricultor, requiere de un asesoramiento tcnico, aun-que en muchos casos pasa a ser una ventaja, puesto que dicho servicio termina siendo unasesoramiento integral del cultivo.

Podemos decir que el sistema es eficaz en la mayor parte de los cultivos hortcolas y en algunosflorales, como rosas, gerbera, clavel, cultivadosen invernadero. La tecnologa se est imponien-do principalmente en sistemas de cultivos hor-tcolas avanzados y con limitaciones del suelo.La instalacin, antes de dar el paso debe estartotalmente justificada, existen casos claros co-mo el establecimiento de un invernadero en unsuelo incultivable o de malas caractersticasagronmicas, en suelos que por la repeticin decultivo y tras realizar desinfecciones continua-das, resulta difcil obtener una buena producti-vidad, o bien en aquellos cultivos de plantas,especies o variedades locales, especialmentesensibles a enfermedades y plagas del suelo.

Tras los puntos expuestos dicho sistema,por ser alternativo al empleo de desinfectantesms o menos agresivos, siempre que se cum-plan una serie de normas de higiene en cuantoa los lixiviados y los materiales de desecho,podra contemplarse como compatible a losreglamentos de produccin integrada que seestn diseandos para los cultivos hortcolasproducidos en invernadero.

2. Cultivo de tomate valenciano en sistema de cultivosin suelo.

15

3 Principales Sustratos Empleados, Caractersticasy Propiedades

La eleccin del tipo de sustrato es una de las decisiones ms importantes. Un primer dato quepuede ayudar a su eleccin es la evolucin que han seguido los distintos sustratos en Espaa enlos ltimos aos y la situacin actual de los de reciente introduccin.

31 Evolucin de los Sustratos y Superficies Cultivadas

En la tabla 1 se expone de forma aproximada, la evolucin de la superficie de cultivo sin suelo,con datos extrados del libro Cultivos sin suelo: hortalizas en clima mediterrneo y actualizadocon encuesta efectuada a los expertos de las distintas Comunidades Autnomas.

Tabla 1. Evolucin aproximada de la superficie (en hectreas) de cultivos hortcolas por sustratos en Espaa.

Almera es la principal provincia con unas 2.000 hectreas cultivadas en sistema de cultivo sinsuelo, de las cuales 800 se desarrollan en perlita y 1.200 en lana de roca, a las que se puede aadiralguna hectrea que se desarrolla en materiales como fibra de coco o nuevos sistemas similares alN.F.T., conocido como N.G.S. La segunda provincia en importancia es Murcia, en la que el sustratocon el que ms se cultiva es la arena, con unas 400 ha. La misma se encuentra sometida a un pro-ceso continuo de sustitucin, dando paso a sustratos como perlita que supone unas 200 ha, a fibrade coco con unas 225 ha., con un total aproximado de 830 ha. cultivadas en sistema de cultivo sinsuelo. En Canarias se cultivan unas 405 ha. de las cuales 153 corresponden a lana de roca, 225 apicn y 25 a perlita. En la costa de Granada se estn cultivando unas 150 ha. en perlita. En el restode Espaa (Comunidad Valenciana, Pas Vasco y Catalua) se cultivan unas 50 ha. en perlita, unas30 en lana de roca y 20 ha. con otros sustratos como fibra de coco, turba y piedra volcnica.

32 Principales Sustratos, Caractersticas y Propiedades

Se pueden clasificar los distintos sustratos utilizados en los sistemas de cultivo sin suelo en:

a) Sustratos orgnicos, que al mismo tiempo se pueden subdividir en:

De origen natural, entre los que se encuentran las turbas.

Subproductos de la actividad agrcola: la fibra de coco, virutas de madera, paja de cereales,residuos de la industria del corcho, etc..

CampaaLana

Perlita ArenaFibra

Picn Otros Totalde Roca de coco87/88 32 - 65 37 13488/89 17 - 105 90 21289/90 24 5 240 120 38990/91 32 75 525 120 75291/92 85 125 550 120 88092/93 105 205 490 30 83095/96 450 800 450 20 1.72099/00 1.390 1.375 400 225 210 25 3.625

16

Productos de sntesis, entre los que encontramos: polmeros no biodegradables, como la es-puma de poliuretano y el poliestireno expandido.

b) Sustratos inorgnicos, que podemos subdividir en:

De origen natural, que no requieren de un proceso de manufacturacin, entre los que encon-tramos: la arena, las gravas y las tierras de origen volcnico.

Aquellos que pasan por un proceso de manufacturacin, como son: la lana de roca, la fibrade vidrio, perlita, vermiculita, arcilla expandida, arlita, ladrillo troceado, etc..

La eleccin de un determinado material va a depender por orden de prioridad: de la disponibili-dad del mismo, de las condiciones climticas, de la finalidad de la produccin y especie cultivada,de sus propiedades, del coste, de la experiencia de manejo, homogeneidad, de la dedicacin al sis-tema y de las posibilidades de instalacin.

En este captulo nos centraremos en aquellos sustratos ms utilizados en horticultura, donde sedefinirn una serie de factores de calidad mediante la descripcin de las caractersticas fsicas, qu-micas e hidrolgicas.

Antes de entrar a catalogar los distintos sustratos es importante tener claros una serie de con-ceptos que ayudarn a entender mejor dichas caractersticas.

321 Propiedades Fsicas

Las propiedades fsicas de un sustrato son ms importantes que las qumicas, puesto que lassegundas las podremos modificar mediante el manejo de las soluciones nutritivas, siendo las pri-meras ms difciles de modificar.

A un buen sustrato le vamos a pedir un comportamiento similar al de una esponja, es decir, unaelevada porosidad, gran capacidad de retencin de agua fcilmente disponible, drenaje rpido, bue-na aireacin, distribucin del tamao de partculas, baja densidad aparente y estabilidad.

La disponibilidad de agua de un sustrato y su relacin con las plantas queda perfectamente ex-plicado en la curva de desorcin o liberacin de agua. (Figura 1).

50

100

05010 1000

TENSION (cm de c.a.)

Material slido

Aire

Agua

VOLUMEN (%) ESPACIO POROSOTOTAL

AGUA DE RESERVA

AGUA DIFCILMENTEDISPONIBLE

AGUA FCILMENTEDISPONIBLE

CAPACIDAD DEAIREACIN

Figura 1. Curva de liberacin deagua de un sustrato de cultivo.(Elaboracin a partir de DeBood,et al., 1974; Handreck yBlack, 1991).Fuente: Abad, M.; Noguera, P..Fertirrigacin. Cult ivoshortcolas y ornamentales.

3211 Porosidad total

Es el volumen total del sustrato de cultivo no ocupado por partculas orgnicas o minerales.El valor ptimo de porosidad es superior al 85%, razn por la cual podemos cultivar con vol-menes reducidos de sustrato, dejando un gran volumen disponible al aire y a la solucin nutri-tiva. El total de poros se mide en microporos, que son los encargados de retener el agua, y losmacroporos que permiten la correcta aireacin y drenaje del sustrato. La porosidad puede ser:intraparticular (poros en el interior de las partculas), que podr estar conectada al exterior o ce-rradas, esta ltima no ser efectiva y se le conoce como porosidad ocluida interparticular, po-ros existentes entre las diferentes partculas.

Como ejemplo tenemos la perlita, que presenta una porosidad efectiva inferior a la total, debidoa la existencia de poros cerrados hasta en un 13,6% (Gras, 1982), con porosidad efectiva del 81,3%y total de 94,9%.

3212 Capacidad de aireacin

Es la proporcin de volumen de sustrato de cultivo que contiene aire despus de quedicho sustrato ha sido saturado con agua y dejado drenar (tensin de 10 cm de columna deagua). El valor ptimo se sita entre el 20-30%, siendo dicho valor el encargado de suminis-trar aire y por lo tanto, oxgeno a las races de la planta. Un mismo volumen de sustrato reten-dr ms agua cuanto menor sea la altura del contenedor, debiendo adecuar la altura al tipo desustrato empleado.

3213 Agua fcilmente disponible

Es la diferencia entre la cantidad de agua retenida por el sustrato despus de haber sido satura-do con agua y dejado drenar a tensin de 10 cm de columna de agua y la cantidad de agua presen-te en dicho sustrato tras una succin de 50 cm de columna de agua. Como bien dice el nombre, esla succin efectuada por la planta en su alimentacin sin necesidad de realizar un gran esfuerzo.Muchos experimentos han demostrado que, una tensin de agua superior a 50 cm puede afectardesfavorablemente al crecimiento y el desarrollo de las plantas.

El valor ptimo es 20-30%.

3214 Agua de reserva

Es la cantidad de agua (% de volumen) que libera un sustrato al pasar de 50 a 100 cm de co-lumna de agua de desorcin.

Valor ptimo es del 4-10%.

En plantas hortcolas se ha estudiado que pueden alcanzar hasta 300 cm de columna de agua,sin afectar significativamente al crecimiento de la planta.

17

18

3215 Agua total disponible

Viene dada por la suma del agua fcilmente disponible ms el agua de reserva.

Nivel ptimo se encuentra entre el 24 y el 40% de volumen.

3216 Agua difcilmente disponible

Es el volumen de agua retenida por el sustrato tras ser sometido a una tensin superior a 100cm. columna de agua. En muchos casos se produce una incapacidad por parte de la planta de ex-traer el agua del sustrato, pudiendo llegar incluso a mostrar sntomas de marchitez.

3217 Distribucin del tamao de las partculas

Hemos visto como el tamao de los poros determina la capacidad de un sustrato en retener elagua y el aire. La porosidad aumenta en la medida que lo hace el tamao medio de las partculas.Las partculas pequeas hacen disminuir la porosidad y aumentar la cantidad de agua retenida. Enun sustrato, es tambin importante la distribucin del tamao de sus partculas.

El material ms adecuado es el de textura media a gruesa, con distribucin de tamao de los po-ros entre 30 y 300 micras, que retiene suficiente agua fcilmente disponible y posee un adecuadocontenido de aire.

3218 Estructura estable

Que permita una buena durabilidad del material y una manipulacin adecuada.

3219 Densidad aparente

Viene definida como la materia seca en gramos contenida en un centmetro cbico de medio decultivo. Los sustratos con valores bajos de densidad aparente son fciles de manipular.

322 Propiedades Qumicas

Hemos visto que los sustratos que ms se estn utilizando en los sistemas de cultivo sin suelopara el cultivo de hortalizas, son aquellos que tienen una baja actividad qumica y que por lo tanto,apenas interfieren en la solucin nutritiva aportada.

En principio la inactividad qumica es algo deseado en un sustrato, tambin lo es el que no sedisuelva y por lo tanto, que sean estables qumicamente, que presenten una baja o nula salinidad,pH neutro o ligeramente cido y una adecuada relacin C/N.

19

3221 Capacidad de intercambio catinico. C.I.C.

Se define como la suma de cationes que pueden ser adsorbidos por unidad de peso del sustra-to, es decir, la capacidad de retener cationes nutrientes e intercambiarlos con la solucin acuosa.Una CIC alta es propia de los sustratos orgnicos. Se expresa en miliequivalentes por unidad de pe-so o volumen, meq/100 g. o meq/100 cc.

En los actuales sistemas de cultivos sin suelo, en los que con la nueva tecnologa existente en elriego permite formular de forma cmoda las soluciones nutritivas, suele interesar sustratos con unabaja CIC, o sea, que sean qumicamente inertes o de muy baja actividad.

3222 Disponibilidad de los nutrientes

La mayor parte de los sustratos inertes existentes poseen un contenido de nutrientes inicial ca-si nulo.

Cuando hemos elegido un sustrato orgnico como medio para desarrollar nuestro cultivo sinsuelo, ser conveniente realizar un anlisis del extracto de saturacin, para ajustar la solucin nu-tritiva, al menos durante las primeras semanas de cultivo. Como ejemplo tenemos la fibra de cocoque inicialmente puede ser rica en potasio.

3223 Salinidad

Hace referencia a la concentracin de sales existente en el sustrato cuando es suministrado. Enaquellos que son inertes la salinidad es prcticamente nula, en sustratos orgnicos puede tener va-lores elevados. La podremos determinar a travs de una analtica del extracto saturado, para apro-vechar dichas sales, si son apropiadas, o proceder al lavado del sustrato empleando agua de riego.Se considera que valores de conductividad elctrica superior a 3,5 mS/cm son excesivamente altospara la mayor parte de cultivos hortcolas.

3224 pH

El desarrollo de las plantas se ve reducido en condiciones de acidez o alcalinidad marcada.

El pH influye en la asimilabilidad de los nutrientes por la planta. Con un pH inferior a 5 puedenpresentarse deficiencias de nitrgeno (N), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) y con valores su-periores a 6,5 se disminuye la asimilabilidad de hierro (Fe), fsforo (P), manganeso (Mn), boro (B),zinc (Zn), y cobre (Cu).

Los materiales orgnicos presentan mayor capacidad tampn que los inorgnicos y por lo tanto,mayor capacidad para mantener constante el pH.

En general, cuando un sustrato se encuentra fuera de los rangos de pH aconsejados, lo debe-mos corregir a valores adecuados.

20

El nivel ptimo aconsejado para el manejo de cultivo sin suelo de hortalizas en la disolucin delsustrato se sita en valores comprendidos entre 5,5 y 6,8, que es el rango en el que se encuentrande forma asimilable la mayor parte de los nutrientes.

3225 Relacin C/N

El valor de dicha relacin nos da una idea del grado de inmadurez de los sustratos orgnicos y desu estabilidad. Un nivel del orden de 30 puede ser indicativo de la falta de descomposicin del sus-trato, dando lugar a una inmovilizacin del nitrgeno de la solucin y a una reduccin del oxgeno de-bida a la actividad microbiana. En sustratos para horticultura se recomiendan valores inferiores a 20.

323 Propiedades Biolgicas

3231 Velocidad de descomposicin

La descomposicin de los sustratos se da generalmente en los orgnicos, siendo deseable parael manejo de sistemas de cultivo sin suelo que tengan una baja velocidad de descomposicin pordegradacin biolgica. En aquellos casos en los que opte por la eleccin de sustrato orgnico y sepretenda una larga duracin de cultivo, deberemos elegir y tomar las medidas oportunas para evitaruna rpida degradacin.

3232 Actividad reguladora del crecimiento

Se conocen determinadas sustancias existentes en los sustratos orgnicos que tienen un ciertoefecto estimulador sobre el crecimiento de las plantas.

3233 Estar libre de semillas de malas hierbas y de patgenos

Sobre todo en los sustratos naturales y de origen orgnico. Estos sustratos han de estar tam-bin exentos de sustancias txicas.

33 Principales Sustratos Utilizados en Cultivo Sin Suelo deHortalizas

Las principales funciones de un sustrato dentro del sistema de cultivo sin suelo es el de propor-cionar un medio ambiente ideal para el crecimiento de las races y constituir una base adecuada pa-ra el anclaje o soporte mecnico de las plantas. (M. Abad, P.F. Martnez y J. Martnez Corts 1992).

En este epgrafe se tratan los principales sustratos empleados en los sistemas de cultivo sinsuelo en hortalizas, definiendo sus caractersticas fsicas, qumicas e hidrolgicas ms importantes.

21

331 Lana de Roca

El cultivo en lana de roca tienen su origen en Dinamarca y posteriormente se desplaza a losPases Bajos, donde se desarrollan en la actualidad unas 3.600 ha. En Espaa, su crecimiento hasido espectacular en los ltimos aos.

La lana de roca se obtiene por la fundicin de un 60% de diabasa, 20% de piedra caliza y 20%de carbn de coque, que se introduce en un horno a una temperatura de 1.600 C. La masa fundidapasa por unas ruedas giratorias, de donde sale en forma de fibras de aproximadamente 0,005 mm.de grosor. En el proceso se aaden estabilizantes (resina fenlica bakelita) y mojantes. Posterior-mente la lana se comprime a una temperatura de 260C y adquiere su forma, en donde se corta entablas, para ser embolsadas con un plstico opaco, generalmente blanco en la cara exterior y em-baladas. Las planchas se convierten en lo que denominamos tablas, tacos y bloques, en donde cul-tivamos las plantas o se realizan los semilleros respectivamente.

El producto as presentado es prcticamente inerte y totalmente libre de patgenos.

Propiedades fsicas:

Densidad aparente .................................................................................... 0,08 g./cm3

Porosidad total .................................................................................................... 96%Capacidad de retencin de agua fcilmente disponible ........................................ 30%Capacidad de aireacin ................................................................................ 35 - 45%Agua de reserva.................................................................................................. 0,9 %

Ms del 95% del agua retenida por la lana de roca es fcilmente asimilable, el material no tieneprcticamente agua de reserva ni agua difcilmente disponible, con lo que la planta puede disponerde casi la totalidad del agua retenida en la tabla con una gran facilidad, aspecto que resulta conve-

3. Distintas presentaciones de lana de roca: tabla, bloque, dado, materia primapara su fabricacin y ladrillo procedente de su reciclado.

22

niente en la medida en que la planta debe esforzarse muy poco para tomar la solucin nutritiva, almismo tiempo en su manejo se deben tomar las precauciones oportunas, evitando dejar sin sumi-nistro de solucin nutritiva durante un periodo largo.

Su estabilidad mecnica es baja y su duracin limitada.

Propiedades qumicas:

Es un material qumicamente inerte, aunque est compuesto por xidos de azufre, calcio, alu-minio, magnesio, hierro etc., que no los puede aprovechar la planta. La lana de roca tiene una cier-ta reaccin alcalina en un primer momento, que puede ser corregida mediante su manejo por mediode la saturacin del sustrato con una solucin nutritiva cida, con un pH de 5,5-5,8.

Su capacidad de intercambio catinico y su poder tampn son prcticamente nulos. Por lo quese deber prestar especial atencin en el manejo de la solucin nutritiva.

Con la solucin nutritiva tiene baja inercia trmica.

Como principal problema presenta, que es un material no biodegradable. Existe la posibilidadde creacin de plantas de reciclado, en donde el producto residual se convierte en ladrillos que sedestinan a la construccin, pero no se encuentra todava ninguna instalada en Espaa y el creci-miento de la superficie de invernaderos que utilizan el sustrato lana de roca en el sur de Espaa,puede hacer necesario este tipo de instalaciones.

Puede existir heterogeneidad en los distintos lotes. Existen diversas dimensiones de tablas delana de roca y disposicin de las fibras: en vertical, crespada y horizontal, desarrollndose nuevosdiseos por parte de las distintas firmas que la comercializan, as como la altura de la tabla. Una delas ltimas novedades es la adicin a la lana de roca clsica de partculas de arcilla, que permite unaalta capacidad de retencin de agua y fuerte efecto tampn.

La fibra vertical permite un mejor ajuste de los niveles de agua, una mejor resaturacin de la ta-bla, es ms rgida, de mayor densidad, durabilidad y permite una disminucin de los drenajes (Gar-ca, A. 1999).

La lana de roca presenta como ventajas que, por ser un material totalmente inerte apenas inter-fiere en la nutricin, control de enfermedades de suelo, presenta una excelente relacin aire agua,la mayor parte del agua es fcilmente asimilable, existe una gran experiencia de manejo contrastadaen diversos pases. Como inconvenientes presenta, el que debemos estar muy atentos en el manejoevitando quedarnos sin agua, por su difcil recuperacin, formulando correctamente la solucin nu-tritiva, por su nula C.I.C. y bajo poder tampn.

DensidadAparente(g/cm3)

PorosidadTotal (%)

PorosidadOcluida

(%)

Agua f-cilmente

asimilable(%)

Agua dif-cilmente

disponible(%)

Agua dereserva

(%)

Capacidad Aireacin

(%)

Inerte Reaccin C.I.C.(meq/100g)

PoderTampn

Capacidadretencinagua fcil-

mente dispo-nible (%)

Lana de 0,080 96,0 0 30,0 >95 0 0,9 35-45 Si Alcalina 0

Muy Roca bajo

Tabla 2. Caractersticas Lana de Roca.

~-

23

332 Perlita

La perlita se introduce en Espaa unos aos ms tarde que la lana de roca, en 1990, aunque sucrecimiento ha sido similar.

La perlita es un silicato de aluminio de origen volcnico. El material recin sacado se muele y estransformado industrialmente mediante un tratamiento trmico con precalentado a 300-400C y depo-sitado en hornos a 1.000C. A estas temperaturas se evapora el agua contenida en sus partculas, obte-niendo un material muy ligero con una alta porosidad, obteniendo un material de 128 kg./m3 de densidad.

Existe en el mercado diferentes tamaos de partcula, que da lugar a los distintos tipos de perli-ta, siendo uno de los ms comercializados el tipo B-12, que est formado por fracciones medias ygruesas junto con fracciones finas.

Propiedades fsicas de perlita tipo B-12:

Porosidad total (% vol.) .................................................................................... 85,9%Densidad aparente .................................................................................. 0,143 g./cm3.Agua fcilmente disponible (% vol.) ................................................................ 24,6%Agua de reserva (%vol.) ........................................................................................ 7%Agua difcilmente disponible (%vol.) ................................................................ 25,2%Agua total disponible (%vol.)............................................................................ 31,6%Posee una porosidad ocluida de ........................................................................ 8,1%

Se debe prestar especial atencin a su manipulacin evitando posible degradacin de su gra-nulometra, una perlita pulverulenta puede reducir la aireacin del sustrato y afectar al buen dre-naje del mismo.

Propiedades qumicas:

Es tambin un material inerte que no se descompone ni biolgica ni qumicamente. Al ser un si-licato de aluminio, empleando soluciones nutritivas con pH inferior a 5, se puede producir una so-lubilizacin del aluminio y provocar fitotoxicidad. El pH es neutro o ligeramente alcalino inicial-mente y puede ser corregido como en el caso de la lana de roca. Su salinidad es muy baja. Tienemuy baja capacidad de intercambio catinico (1,5-2,5 meq./100 g.) y capacidad tampn.

DensidadAparente(g/cm3)

PorosidadTotal (%)

PorosidadOcluida

(%)

Agua f-cilmente

asimilable(%)

Agua dif-cilmente

disponible(%)

Agua dereserva

(%)

Capacidad Aireacin

(%)

Inerte Reaccin C.I.C.(meq/100g)

PoderTampn

Capacidadretencinagua fcil-

mente dispo-nible (%)

Perlita 0,143 85,9 8,1 24,6 >25 25,2 7,0 29,1 Si

Neutra-1,5-2,5

Muy (B-12) Ligeramente bajo

Alcalina

Tabla 3. Caractersticas Perlita B-12.

24

333 Arenas

Es un material de naturaleza silcea y de composicin variable, dependiendo de la roca silcea original.

Procede de canteras (granito, gneis, basalto, etc.), o en ros procedente de depsitos de forma-cin aluvial, ms o menos reciente. Las primeras son ms homogneas que las de ro.

Deben estar exentas de limo y arcilla. Los niveles de carbonato clcico no deber ser superior al10%. El tamao de las partculas debe estar comprendido entre 0,02 y 2 mm. y una adecuada dis-tribucin de los tamaos.

Tiene una densidad aparente de 1,5 g./cm3, un espacio poroso

Son varios los pases que producen la fibra de coco, siendo Sri Lanka el principal productor, ha-bindose encontrado una gran variabilidad en las propiedades fsicas y qumicas del sustrato entrelos distintos orgenes (Evans et al., 1996; Noguera et al., 1997,1999).

La fibra de coco es un material ligero y presenta una porosidad total muy elevada, por encimadel 93%. Presenta cantidades aceptables de agua fcilmente disponible y est bien aireado. La fibrade coco se contrae poco cuando se deja secar (Abad et al, 1997).

La fibra de coco posee un bajo poder tampn (aunque superior a la lana de roca).

La salinidad es debida, principalmente a niveles altos de cloruro sdico y potasio.

Como en el caso de la turba, estos sustratos poseen un cierto carcter estimulador del creci-miento sobre la planta y requiere de una preparacin previa.

25

Fibra de Coco TurbaPropiedad Intervalo Mediana Shagnum

Indice de grosor (%)y 11-66 34 63Densidad aparente (g/cm3) 0,020-0,094 0,059 0,084Espacio poroso total (%vol.) 93,8-98,7 96,1 94,2Capacidad de aireacin (% vol.) 22,2-90,5 44,9 41,2Agua fcilmente disponible (% vol.) 0,7-36,8 19,9 22,5Agua de reserva (% vol.) 0,1-7,8 3,5 4,4Capacidad de retencin de agua

(ml/l sustrato) 110-797 523 620Contraccin (% vol.) n.d.-28 14 13pH (pasta saturada) 4,76-6,25 5,71 3,17Conductividad elctrica

(estracto de saturacin, dS/m) 0,39-6,77 3,52 0,21Capacidad de intercambio catinico

(m.e./100 g) 31-97 61 100Materia orgnica total (%) 88,6-95,7 93,8 97,9Relacin C/N 74-194 132 48

Elementos asimilables: (ppm extracto de saturacin)

N-NO3- n.dx.-1,7 0,21 0,8N-NH4+ n.d.-1,8 0,14 7,4P 7,4-104 41 1,7K+ 115-2.343 956 10Ca++ 6,9-114 26 27Mg++ 2,6-59 20 4,4Cl- 27-2.242 1.085 22SO4= 2,5-314 23 20Na+ 25-294 137 10

zTurba Sphagnum rubia finlandesa dbilmente descompuesta.y% en peso de partculas con >1 mm.xNo detectable.Tabla 5. Propiedades fsicas, fsico-qumicas y qumicas de trece muestras de fibra de coco comparadas con unaturba de Sphagnum. (Abad et al, 1997).

26

336 Picn

El picn es un sustrato natural granular, de forma irregular, con superficie rugosa y poros ensu interior, es de origen volcnico, con tamao de partcula inferior a 16 mm..

Se pueden encontrar 2 tipos de picn: el negro, y el rojo ms antiguo y degradado.

Presenta una alta heterogeneidad en sus caractersticas, que dificulta su manejo.

Se extrae de canteras a cielo abierto, posteriormente se clasifica por tamaos o no.

Se empez a utilizar como sustrato para cultivo sin suelo en Gran Canaria en los aos 60, pos-teriormente se abandona y en los aos 90 se vuelve a introducir, usndose en sacos largos conriego localizado de alta frecuencia.

Tiene un porcentaje de partculas mayores de 1 mm superior al 80%.

Porosidad efectiva de 50-60%

Porosidad ocluida 8 a 13%

30-40% de capacidad de aireacin.

Baja retencin de agua 100 a 150 cm3/litro.:

< 2% de agua de reserva.4-5% de agua fcilmente disponible.5-7% de agua difcilmente disponible.

El picn negro, que es el ms usado, tienen una baja CIC: 5 meq/100 g., CE < 0,1 mS/cm enextracto 1:6 (vol./vol.) y pH alcalino 7,5 y 8,5.

Los picones rojos presentan una reactividad qumica mayor, que los hace difcilmente maneja-bles como sustratos para cultivo sin suelo.

(Caracterizacin del picn facilitada por D. Belarmino Santos Coello, Agencia de ExtensinAgraria de Fasnia Tenerife, 2000).

DensidadAparente(g/cm3)

PorosidadTotal (%)

PorosidadOcluida

(%)

Agua f-cilmente

asimilable(%)

Agua dif-cilmente

disponible(%)

Agua dereserva

(%)

Capacidad Aireacin

(%)

Inerte Reaccin C.I.C.(meq/100g)

PoderTampn

Capacidadretencinagua fcil-

mente dispo-nible (%)

Picn 0,7-0,8 50-60 8-13 10-15 4-5 5-7

27

4 Sistemas de Cultivo sin Suelo y Preparacindel Invernadero

41 Preparacin del Invernadero

El sistema viene influenciado claramente por la eleccin del sustrato, empleando los volme-nes aconsejados, las dimensiones de saco, salchicha o contenedor ms adecuados, con unacorrecta instalacin que permita la evolucin ms favorable del cultivo.

En general, el suelo del invernadero va a ser sometido a transformaciones que van a permitir elcultivo sin suelo en cualquier sistema y sustrato, con el objeto de obtener un cultivo lo ms unifor-me posible, una recogida de los drenajes en el invernadero, y en los sistemas cerrados, unacorrecta canalizacin y tratamiento para su reutilizacin.

En aquellas explotaciones dotadas de suelos con un buen drenaje, se recurre a esparcir unoscentmetros de gravilla por encima del suelo, para sobre ella colocar el saco, contenedor o inclusoel canal de recogida de un sistema cerrado.

Para mejorar las condiciones de higiene, se pueden emplear film de polietileno en la zona decolocacin del sustrato para evitar el contacto directo con el suelo o la gravilla y evitar que las ra-ces del cultivo tras salir del punto de corte de drenaje pueda arraigar en el suelo. Uno de losaspectos de mayor importancia es el de la nivelacin del suelo, que permitir que el sustrato seencuentre lo ms horizontal posible y podamos evacuar el drenaje a uno o varios puntos de laexplotacin, evitando encharcamientos en el suelo del invernadero, irregularidades en el contenidode la solucin nutritiva en el interior del saco, o posible estancamiento del agua en contenedores osacos de mayor longitud.

4. Planta de tomate afectada de asfixia radicular por encharcamiento debido amala nivelacin del contenedor.

28

En la transformacin del invernadero caben distintas posibilidades y la eleccin de cada unade ellas depender del coste de ejecucin, de la maquinaria disponible, del tipo de sustrato em-pleado y de la disposicin del mismo.

Los sistemas empleados en los invernaderos de cultivo sin suelo, principalmente en lanade roca, han consistido en la ejecucin de unos perfiles en el suelo en los que queda totalmen-te delimitada la zona de colocacin del saco y la del pasillo. En la zona de drenaje se puedeinstalar un film de polietileno negro de unas 300 galgas, se puede incluso colocar tuberas de

PlsticoBlanco-Negro

Plstico Negro

Solape plsticoBlanco-Negro

Tubera Drenaje

Figura 2. Disposicin de tablas, plsticos y drenaje.

5. Invernadero con base gravilla y film plstico que aisla del suelo.

drenaje y posteriormente, se puede acolchartoda la superficie del suelo con un film depolietileno bicapa de unas 400 galgas decolor blanco en la parte exterior y negro en elinterior para evitar la salida de malas hier-bas, que se solapa en la zona de drenaje, taly como se indica en la figura 2. En los pasesde centroeuropa en donde esta instalacin hasido extensamente empleada, los marcos deplantacin y disposicin de los cultivos hor-tcolas son muy similares y existe maquina-ria que realiza estos perfiles al tiempo quenivelan las lneas de cultivo.

En Espaa, por la heterogeneidad de lossistemas, las instalaciones, en general, sehan simplificado. En la mayora de las insta-laciones de cultivo sin suelo, se ha reducidonotablemente el volumen de sustrato emplea-do, respecto a los invernaderos de centroeu-ropa, permitiendo disposiciones, ms senci-llas y prcticas.

En sistemas cerrados, se recoge el drenaje producido en el invernadero, impidiendo laentrada de luz, para evitar la proliferacin de algas, hasta un depsito desde donde bombearpara su mezcla o para destinar a otras parcelas. Cuando se hace una instalacin pensada parasistema cerrado, existen diferentes tipos de contenedores o canales, en donde colocar el sus-trato directamente o embolsado para la correcta canalizacin del drenaje, que por gravedad lollevarn hasta un depsito.

42 Instalacin de puntos de control

La instalacin del punto o puntos de control del invernadero, sern referencia del funciona-miento del sistema, dichos puntos sern visitados al menos una vez al da, para tomar las medi-ciones de riego aportado, volumen de drenaje, mediciones de pH y conductividad elctrica.

Los puntos instalados aportan informacin fiable de lo que est ocurriendo en el cultivo y sunmero depender de la sectorizacin del riego, del nmero de cultivos o plantaciones y de la super-ficie cultivada. Se aconseja un mnimo de 4 puntos por hectrea, que debern sealizarse correcta-mente para su localizacin, ser representativos, accesibles y que se pueda trabajar con comodidad.

En este punto de control tomaremos medida de uno o dos emisores de la instalacin, delvolumen de solucin aportado, de su pH y conductividad elctrica. Para conocer el consumode solucin nutritiva y el drenaje de las plantas, instalaremos un dispositivo que nos permitarecoger el drenaje de una muestra compuesta generalmente de dos metros lineales de sustratoen los que podemos tener de 4 a 12 plantas, para medir el volumen de lixiviado, pH y conduc-tividad elctrica.

29

6. Disposicin de tabla en invernadero

30

43 Sistema de Cultivo en Lana de Roca

El cultivo en lana de roca es introducido en Espaa en 1982. Su desarrollo y evolucin han sidoespectaculares y se estiman en estos momentos una superficie de unas 1.400 ha. Existen diferentesfirmas que la comercializan, empleando distintas dimensiones de tablas y disposiciones del fibraje.

Las tablas van embolsadas con un polietileno de color blanco exteriormente y negro en el inte-rior, para evitar la proliferacin de algas, de 500 galgas de grosor que permite una duracin mnimade dos aos. Las dimensiones ms comunes son las de tablas de 100 cm de largo, 15 a 24 cm. deancho y entre 7,5 a 10 cm. de alto. Presentan diferentes densidades de lana de roca, a mayor densi-dad mayor duracin del material, oscilando las densidades aparentes desde 100 mg/l hasta 47 mg/l.

Las distintas dimensiones y usos de lana de roca dan nombre al bloque, que es un pequeo ci-lindro sobre el que se puede realizar la siembra, el taco sobre el que se realiza el repicado y que

7. Punto de control de drenaje

D r e n a j e

Figura 3. Punto de control de drenaje

31

puede ser de distintas dimensiones, siendo el ms utilizado el de 7,5 x 7,5 x 6,5 cm y por ltimo, te-nemos la tabla sobre la cual se desarrolla el cultivo.

Para cultivos hortcolas, se emplean densidades de plantacin comprendidas entre 2 y 6 plantaspor tabla, dndose casos de plantaciones que utilizan densidades altas de cultivo (cultivo de toma-te en ciclo primaveral) en las que se puede llegar hasta 9 plantas por tabla.

Se utiliza una cantidad total comprendida entre 3.333 a 5.000 tablas/ha., que corresponde apro-ximadamente entre 50 y 75 m3/ha. de sustrato. En pases de centroeuropa como el caso de Holanda,se emplean volmenes de hasta 150 m3/ha.

Es el sistema que ms se utiliza en Europa y del que ms informacin y experiencia se dispone.Por sus excelentes caractersticas fsicas y qumicas como sustrato para cultivo de hortalizas, loconvierte en uno de los sistemas ideales para el manejo de cultivo sin suelo. Algo ms del 95% delagua retenida por el sustrato es fcilmente asimilable por la planta, aspecto que no permite dejar sinsuministro de agua al cultivo durante un periodo largo de tiempo y por la dificultad de rehidratar elmaterial una vez extrada la totalidad del agua. Por su baja capacidad de intercambio catinico y subajo poder tampn, exige un manejo muy exacto de la nutricin y del riego.

El conjunto, lana de roca y solucin nutritiva, presenta una baja inercia trmica, por lo que lasvariaciones de temperatura del sistema radicular est sujeta a los cambios de temperatura del aireen el interior del invernadero y de la temperatura de la solucin nutritiva.

Su duracin es limitada y se recomienda para dos aos. Presenta tambin como inconvenientelos problemas medioambientales que genera su eliminacin.

44 Sistema de Cultivo en Perlita

La perlita es introducida en Espaa como sustrato para cultivo sin suelo en 1990 y desde en-tonces el nmero de hectreas cultivadas se ha ido incrementando a un ritmo incluso mayor que elde lana de roca. Como en el caso de la lana de roca, la mayor parte de la superficie cultivada se en-cuentra en los invernaderos de Almera.

8. Sistema de cultivo en lana de roca.

La perlita se comercializa en sacos casi cilndricos de 120 cm de longitud y 22 cm de di-metro, conteniendo un volumen de 40 litros de perlita B-12. El polietileno utilizado es de 800galgas de espesor, blanco y negro, con una duracin garantizada de 2 aos. Cada saco es capazde retener unos 23 litros de solucin nutritiva. Se recomienda para un mximo de 6 plantas encada saco y una densidad de 3.334 sacos por hectrea, que equivale a un volumen total de 134m3/ha. Cada saco pesa aproximadamente 5 kilos, que lo hace manejable y fcil de instalar. Lossacos pueden quedar dispuestos en el invernadero, guardando una separacin entre hileras de 2m. y de 30 cm. entre sacos, disposicin que puede variar en funcin del cultivo hortcola con elque estemos trabajando.

Como ocurre con lana de roca, el manejo de la perlita requiere atencin y control exacto de losnutrientes, por su baja o nula capacidad de intercambio catinico y bajo efecto tampn, al trabajarcon mayor volumen de sustrato por planta, permite diluir un poco los errores cometidos en el ma-nejo del riego.

La perlita la podemos emplear con sistema de sacos, que es el ms extendido, se puede adqui-rir a granel para rellenar contenedores de poliestireno expandido, o bien, en contenedores conti-nuos, encareciendo la instalacin en estos dos ltimos respecto al cultivo en sacos, por la adquisi-cin de dichos contenedores.

El semillero se puede realizar en bandejas de poliestireno con una mezcla de perlita y vermicu-lita evitando el sobrecoste del semillero en taco de lana de roca, o si se prefiere tambin se puederealizar en este ltimo sustrato, incluso se puede efectuar siembra directa.

Aunque es un material inerte qumicamente, si se trabaja con soluciones nutritivas con unpH inferior a 5, puede producir la solubilizacin del aluminio existente en la perlita provocan-do fitotoxicidad. Durante su manipulacin y transporte deben tomarse las precauciones opor-tunas, puede perder su estabilidad granulomtrica, incluso durante el cultivo, produciendo laspartculas finas tras estratificacin anegamiento, falta de aireacin y posibles problemas deasfixia radicular.

32

9. Sistema de cultivo en sacos de perlita Cultivo de pimiento en el Campo deEnsayos de SURINVER.

33

45 Sistema de Cultivo en Arena

El cultivo en arena se configur como posibilidad prctica en 1929, cuando los tcnicos de laEstacin Experimental de New Jersey sugirieron su aplicacin comercial (Ellis y Swaney., 1967).La introduccin de los cultivos sin suelo en Espaa se realiza a travs de este sistema.

Inicialmente el cultivo en arena se desarrollaba en bancadas hechas de obra, con sus corres-pondientes drenajes.

Actualmente el empleo de la arena como sustrato se encuentra muy extendida en los invernade-ros de produccin de tomate de Murcia, empleando arena lavada de ro, que se dispone en sacosde polietileno a modo de salchichas, e incluso en algunas explotaciones se rellenan contenedoresde plstico rgido.

Para la fabricacin de la salchicha se emplea polietileno coextrusionado blanco y negro, de unespesor de 400 a 600 galgas, de 1,5 m. de ancho y longitud de 30 a 50 m., dependiendo de la lon-gitud del invernadero. La dimensin del saco que nos queda, es de unos 40 cm de ancho y entre 20a 25 cm de alto, se emplea un total de 250 m3/ha., repartidos en 4.000 a 5.000 m. lineales.

Una vez preparado el terreno de asiento, se extiende el plstico, se rellena de arena , se dobla elplstico envolviendo la arena y se solapan los extremos que son sellados. La construccin empleamucha mano de obra, aunque su fabricacin puede mecanizarse.

Presenta como ventaja el bajo coste del sistema, la longitud de la salchicha puede ver compen-sada el posible mal funcionamiento de algn gotero. La duracin del sustrato es permanente por lagran resistencia mecnica.

10. Sistema de cultivo sin suelo en contenedoresrellenos de perlita. Cultivo de rosas.

11. Instalacin de salchicha de arena para cultivo demeln al aire libre en Fundacin Caja RuralValencia.

Como inconveniente presenta la falta de estandarizacin, posibles problemas de contaminacinpor transmisin de enfermedades entre plantas, con el empleo de sustrato de tanta longitud y queel suministro no est garantizado a largo plazo por el impacto ambiental que provoca su extraccin.

46 Sistema de Cultivo en Fibra de Coco

La fibra de coco comienza a introducirse lentamente como sustrato en sistemas de cultivo sinsuelo. El sistema mayoritariamente empleado es el de cultivo en contenedor, a partir de suministro dedicho sustrato en forma de ladrillo deshidratado y comprimido, que es la forma de suministro quemenor grado de variacin de las caractersticas fsicas y qumicas presenta. El mayor grado de varia-cin lo presentan en las formas de bala prensada y saco de cultivo (Noguera, P. et al., 1999).

Es conveniente, previo al empleo del sustrato realizar un anlisis del mismo, para proceder alposible ajuste de la solucin nutritiva al lavado del sustrato en caso de exceso de sales.

Se puede utilizar contenedores de 16 a 24 l. de capacidad, en los que se introducirn dos o tresladrillos de 8 l. que hidrataremos y disgregaremos en el contenedor. En ocasiones, tanto el hidrata-do de los ladrillos como el disgregado se puede complicar, pudindose mecanizar la segunda laborcon el empleo de hormigoneras mviles y pequeos trituradores mecnicos en el contenedor.

En los ltimos aos se viene comercializando la fibra de coco disgregada o en balas prensadasen bolsas de polietileno, de similares caractersticas a las de los sacos de perlita o lana de roca.

Se recomienda emplear un volumen de 85 a 130 m3/ha. de sustrato.

Como ventaja presenta su efecto estimulante sobre el crecimiento de la planta, elevada porosi-dad total, retiene cantidades aceptables de agua fcilmente disponible y es fcil de manejar. Su resi-duo participa en procesos de humificacin y enriquecimiento de la materia orgnica del suelo.

Como inconvenientes presenta la falta de homogeneidad de las distintas partidas, procedencias ymodalidad de presentacin, alta salinidad de algunos lotes, su elevada relacin C/N que puede pro-ducir sobre el cultivo el hambre de nitrgeno, labores preparatorias y la garanta de suministro.

34

12. Hidratacin de ladrillos comprimidos de fibra de coco.

35

47 Sistemas de Cultivo en Agua

El sistema ms conocido es el NFT que corresponde a las siglas de nutrient film technique, quefue desarrollado a finales de 1960 por el Dr. Allan Cooper. Est basado en mantener una delgada l-mina de solucin nutritiva que continuamente se encuentra en recirculacin, pasando a travs de lasraces de la planta aportando agua, nutrientes y oxgeno. Para la instalacin se emplean canales per-fectamente nivelados, por los que circula dicha solucin, dejando una cmara de aire y cerrando di-cho canal con un plstico flexible que impide la entrada de luz.

Una variacin del sistema NFT, es el re-cin introducido sistema NGS, new growingsystem, que consiste en un canal formado porbolsas de polietileno, interiormente en trescapas interconectadas y forrada por una lti-ma de polietileno blanco y negro, que es laque impide la entrada de luz en el sistema ra-dicular, todo ello suspendido en el aire, conun sistema de sujecin y perfectamente nive-lado para recoger el drenaje al final de la lneade cultivo y recircularlo. El sistema de riegoest constantemente en funcionamiento y lasolucin nutritiva recogida llega a un depsi-to en donde se aade agua fresca, se ajusta lasolucin nutritiva, se calienta dicha solucinmediante unos intercambiadores de calor y sevuelve a bombear al cultivo. En su recorridose hace circular la tubera de riego cerca delsistema radicular de la planta para aprovechary calentar las races de la planta.

13. Sistema en salchichas de polietileno rgido, con empleo de tablas de fibra decoco. Trasplante tras cultivo anterior de tomate.

14. Sistema de cultivo NFT

36

48 Otros Sistemas

Existen otros sistemas, aunque la superficie cultivada es de poca importancia, o bien, el desarrollo del mismo es a nivel local, por el posible aprovechamiento de un sustrato. Como pue-de ser el picn en las Islas Canarias, cultivo en grava con empleo incluso de sistema de riego por

15. Sistema de cultivo NGS

Tubera de PE

Capa 3

Capa 1

Capa 2

Cepelln

Emisor de riego

Figura 4. Sistema NGS

37

subirrigacin en bancadas; cultivo en otros sustratos orgnicos como la turba, serrn, corteza derboles, sistemas de cultivo aeropnico, en los que las races de la planta se encuentran colgan-do en el interior de un contenedor que suministra la solucin nutritiva con una alta frecuencia deriego, mojando dicho sistema radicular. Aplicacin de cultivo de columna vertical, adaptado alcultivo de lechuga y fresn.

5 Solucin Nutritiva

El trmino solucin nutritiva lo hemos venido empleando durante los epgrafes anteriores. Aun-que pueden aplicarse cualquier otra tcnica de fertilizacin, se ha generalizado el empleo de la so-lucin nutritiva en los sistemas de cultivo sin suelo.

16. Esquema de cultivo aeropnico.

17. Demostracin de cultivo aeropnico en crisantemo.

38

La solucin nutritiva est formada por el agua de riego junto con los iones disueltos, proce-dentes de la disolucin de los abonos empleados para la formulacin de dicha solucin, en don-de se encuentran disueltos los elementos esenciales para el crecimiento de las plantas, en unaproporcin adecuada.

Las soluciones nutritivas han venido emplendose por los investigadores durante muchotiempo, que han intentado ajustar la idnea para cada cultivo y condicin climtica. Inicialmen-te en los cultivos sin suelo de Espaa se han utilizado las soluciones aconsejadas en otros pa-ses de Europa, como el caso de las propuestas de los investigadores holandeses, C. Sonneveldy N. Straver, que han sido ajustadas a las condiciones climticas mediterrneas e incluso ajus-tadas para el empleo de aguas salinas.

Cualquier solucin nutritiva completa contendr los macronutrientes esenciales para la plan-ta, nitrgeno, fsforo, potasio, calcio, magnesio y azufre, elementos que la planta requiere en sunutricin en cantidades relativamente elevadas y que se encuentran a nivel de porcentaje en laplanta. Tambin deber contener los microelementos esenciales, hierro, cinc, manganeso, co-bre, boro y molibdeno que los aportaremos generalmente a partir de un complejo comercial.

Para llegar a formular la solucin nutritiva es importante familiarizarse con una serie de con-ceptos, algunos de los cuales, el agricultor que se encuentra trabajando con estos sistemas uti-liza habitualmente.

51 pH

El pH de una solucin nutritiva nos marca el carcter cido o bsico, e influye sobre la solubili-dad de los iones.

En general, nuestras aguas tienen un pH bsico, o sea un pH superior a 7, pudindose dar endichas condiciones insolubilidades y precipitados, ello evita la buena nutricin y provoca la obtura-cin de los goteros en nuestra instalacin.

La mayor parte de las plantas trabajan bien en soluciones nutritivas con pHs comprendidos entre5 y 7, en los cultivos hidropnicos generalmente se trabaja con pH de 5,5 a 5,8, puesto que en dichorango de pH se encuentran mejor disueltos los iones, especialmente el fsforo y los microelementos.

Las sustancias que son capaces de liberar iones (H+) (protones) son cidas y las que pueden li-berar OH- dan reacciones bsicas. El cido ntrico tiene reaccin cida puesto que libera H+.

HNO3 NO3- + H+

El medio cido lo encontramos cuando la concentracin de protones es superior a la de gruposhidroxilo y el medio ser bsico cuando se de el caso contrario.

El pH acta mantenido los iones solubles para la planta y por tanto, mejorando la nutricin. Va-lores extremos pueden provocar la precipitacin de los iones. Con un pH superior a 7,5 puede ver-se afectada la absorcin de fsforo, de hierro y de manganeso, la correccin del pH puede evitar losestados carenciales.

39

El valor de pH a utilizar en la solucin nutritiva debe permitir una buena asimilacin de los nu-trientes, evitando posibles fitotoxicidades y precipitados. Por encima de pH 7 la mitad del hierro seencuentra no disponible para la planta formando Fe(OH) precipitado, a no ser que el hierro se en-cuentre en forma de quelato. Por debajo de 6,5, el hierro se encuentra disuelto. El manganeso tam-bin ve reducida su solubilidad con niveles de pH altos.

Por encima de pH 6,5 la disponibilidad del fsforo y del calcio puede decrecer. En el rangode pH de 5,5 a 6,5 la prctica totalidad de los nutrientes est en forma asimilable. Por encimade 6,5 se pueden producir precipitados y por debajo de 5 puede verse deteriorado el sistema ra-dicular de la planta, y ms en sistemas de cultivo sin suelo en los que se emplean sustratos conbajo poder tampn.

En el agua de riego el pH suele ser bsico y para bajarlo generalmente hacemos uso de cidos,como puede ser el cido fosfrico o el ntrico, encargados de neutralizar al in bicarbonato:

HCO3- + H+ H2O + CO2

El bicarbonato acta de elemento tampn, debiendo mantener en las soluciones nutritivas fina-les unos 0,5 mmol/litro para evitar cadas bruscas de pH. Como puede verse la cantidad de cidonecesaria para conseguir bajar el pH a un cierto valor, va a depender de la cantidad de bicarbonatosexistente en nuestro agua de riego.

Uno de los problemas con los que nos solemos encontrar en el manejo de soluciones nutritivasen cultivos hortcolas, son las variaciones de pH del drenaje, detectando en determinadas especiesun pH superior al de entrada, en otras y en ciertos momentos del cultivo, pH incluso inferior al queestamos suministrando por medio del sistemas de riego.

Sobre el pH tiene influencia la forma de nutrirse la planta, principalmente en cmo toma los ca-tiones o los aniones. Generalmente, un exceso de absorcin de cationes sobre aniones provoca undescenso del pH, mientras que un exceso de absorcin de aniones sobre cationes produce una su-bida del pH, ello se explica con el caso del nitrgeno, segn las formas ntricas o amoniacales afec-tando sobre el pH final.

52 Conductividad Elctrica

La conductividad elctrica (CE) mide la concentracin de sales disueltas en el agua y el valor seexpresa en mS/cm, este valor multiplicado por un factor de correccin 0,7 o 0,9 en funcin de la ca-lidad del agua, nos permite conocer de forma aproximada la cantidad de sales disueltas en g/l. LaCE expresa la capacidad para conducir la corriente elctrica.

Tan importante es conocer la CE de un agua de riego o de una solucin nutritiva, como laconcentracin de sus iones, puesto que los puede haber en niveles de concentracin que pue-den resultar fitotxico.

En general, podemos decir que un agua es de buena calidad cuando su valor de CE es inferior a0,75 mS/cm, permisible con valores de 0,75 a 2 mS/cm, dudosa con valores entre 2 y 3 mS/cm, e

40

inadecuada cuando la CE es superior a 3 mS/cm. Por otra parte, los cultivos hortcolas son ms omenos resistentes a la salinidad y as tenemos que: el tomate, el meln, la sanda, la berenjena soncultivos medianamente tolerantes a la salinidad; el fresn y la juda son sensibles.

Los iones disueltos estn formados por: aniones, que son los iones de carga negativa y los ca-tiones, que son los de carga positiva. Puesto que la electronegatividad de la solucin nutritiva semantiene siempre, el sumatorio de las concentraciones de aniones y cationes expresadas en meq/l.,deben ser 0

41

Los iones disueltos en el agua los utiliza la planta en su nutricin, la concentracin de cada unode esos iones esenciales nos determinar la solucin nutritiva, que como hemos visto, puede variaren funcin de la especie cultivada, de las condiciones climticas y de las condiciones del agua departida. Estas soluciones nutritivas no son precisas y nicamente perseguirn acercarse lo mejorposible a las necesidades de la planta, evitando deficiencias, excesos, posibles fitotoxicidades yantagonismos entre iones.

El bicarbonato HCO3- no es un nutriente para la planta, aunque como se ha indicado, la acumu-lacin puede incrementar el nivel de pH. La concentracin de bicarbonato se neutraliza mediante elempleo de cido fosfrico y/o ntrico.

El nitrato de cal contiene agua de cristalizacin y nitrato amnico. Su frmula molecular es 5[Ca(NO3)22 H2O] NH4NO3 y su peso molecular es de 1080,5, de forma que un mol de nitrato decal es qumicamente equivalente a 5 mol de Ca++, 11 mol de NO3- y 1 mol de NH4+ (Sonneveld,1989). El peso molecular en este caso est calculado sobre la base del contenido en nitrgeno yel peso molecular indicado 181 sera relativo. Considerando este punto, en el clculo de la so-lucin nutritiva deberemos tener en cuenta que 1 mmol de nitrato de cal aporta 1 mmol de Ca++,2,20 mmol de NO3- y 0,20 mmol de NH4+.

54 Clculo de la Solucin Nutritiva

Para calcular la solucin nutritiva necesitamos primero un anlisis del agua de riego que va-mos a utilizar, la misma tendr una determinada concentracin de iones, alguno de los cuales po-dr ser utilizado por la planta y otros se encontrarn en exceso que deberemos considerar ennuestros clculos.

Tabla 8. Abonos ms empleados en agricultura, en sistemas de fertirrigacin.

Nombre fertilizante Forma comn de la sal Peso molecular Forma inica Peso inico

Acido ntrico 100% HNO3 63 NO3- 62

Acido ntrico 37% 170,3 NO3- 62

Nitrato amnico NH4NO3 80 NO3- , NH4

+

Acido fosfrico 100% H3PO4 98 H2PO4- 97

Acido fosfrico 37% 264,9Fosfato monoamnico NH4H2PO4 115 NH4

+ , H2PO4-

Fosfato monopotsico KH2PO4 136 K+ , H2PO4

-

Nitrato potsico KNO3 101 K+ 39

Sulfato potsico K2SO4 174 SO4= 96

Nitrato clcico Ca(NO3)2 (181) Ca++ 40

Sulfato magnsico MgSO4 7 H2O 246 Mg++ 24

Nitrato magnsico Mg(NO3) 6 H2O 256 NO3- , Mg++

Cl- 35,5Na+ 23

HCO-3 61

Partiendo de la solucin nutritiva que queremos formular y por diferencia con el agua de riego,corregiremos para aadir los fertilizantes que nos permitan el ajuste de dicha solucin.

Los clculos los vamos a realizar para obtener la cantidad de abono que necesitaremos aportara un depsito de solucin madre de 1.000 l., que est 100 veces concentrada, o lo que es lo mismo,el clculo obtendr la cantidad de abono en kg. que deberemos suministrar a una balsa de 100.000l., para conseguir la solucin nutritiva que pretendemos.

Para mayor comodidad iremos rellenando el cuadro que se adjunta de arriba abajo, en donde sepuede ver los pasos a seguir:

42

Cultivo:Aniones mMol/l

Formulacin de solucin nutritiva

Cationes mMol/lFecha:

8 1 5 2 7 6 3 4NO 3

- H2PO4- SO4

2- HCO 3- Cl - NH 4

+ K + Ca 2+ Mg2+ Na+ pH CE mS/cmOrden de ajuste de los elementosd

ab

c=b-a

Agua de riegoSolucin idealAportes previstos

Aportes reales

Solucin nutritiva final mMol/lSolucin nutritiva final meq/l

Fertilizantes mMol/lH3PO4HNO 3

Ca(NO 3)2KNO 3

NH 4NO 3K 2SO4MgSO 4

NH 4H2PO4KH 2PO 4

Mg(NO 3)2e

f=a+eg

AnionesCationes

ppm

CE prevista

Fertilizantes para 1.000 lts. de solucin madre 100 veces concentrada.

h Fertilizante Total AbonoMmol/lt.

Nitrato clcico

Acido ntrico (37%)Acido ntrico (59%)Acido fosfrico (37%)Acido fosfrico (75%)Nitrato potsico

Nitrato amnicoSulfato potsico

Complejo de microelementos

Sulfato magnsicoFosfato monoamnicoFosfato monopotsicoNitrato magnsico

i

x 13,6x 25,6

x 13,8x 7,8x 21,2x 8,2x 10,1x 18,1x 8,0x 17,4x 24,6x 11,5

litroslitroslitroslitroskiloskiloskiloskiloskiloskiloskiloskiloskilos

a) En la primera fila copiaremos el resultado del anlisis de nuestro agua de riego expresada enmmol/l.

b) En la segunda fila, anotaremos la solucin nutritiva que queremos formular para nuestro cul-tivo.

c) La fila correspondiente a los aportes previstos la obtendremos por diferencia de las dos ante-riores. Puede que nos encontremos con iones en exceso, procedentes del agua de riego. Enel caso de los bicarbonatos, hemos visto cuando hemos definido el pH, que son en gran me-dida los causantes de pH alto y que se neutraliza mediante el empleo de cidos, dejando 0,5mmol/l. conseguimos mantener un pequeo poder tampn, al tiempo que nos permitir esti-mar la cantidad de cido que deberemos emplear.

d) Ajuste de los macroelementos, escogiendo para ello los abonos ms convenientes. Por co-modidad en el clculo, es recomendable seguir el siguiente orden:

Comenzar ajustando el fsforo (con cido fosfrico o si los niveles de bicarbonatos son muybajos con fosfato monopotsico), terminar de neutralizar los bicarbonatos empleando cido ntrico,ajustar el calcio con el empleo de nitrato clcico, ajuste del magnesio empleando nitrato de magne-sio y/o sulfato en caso de necesitar incrementar los sulfatos y por ltimo, terminar de ajustar los ni-veles de potasio, nitratos, amonio y sulfatos restantes, intentando cuadrar lo mejor posible los apor-tes previstos.

e) Clculo de los aportes reales, que pueden diferir ligeramente de los previstos.

f) Clculo de la solucin nutritiva final, que se obtendr de la suma de las concentraciones delagua de riego ms los aportes reales.

g) Como comprobacin y para el clculo de la CE final, emplearemos el mtodo de los milie-quivalentes, para lo cual la concentracin de los iones los pasaremos a meq/l, multiplicandolos mmol/l por la valencia del in, calcularemos el sumatorio de aniones y el de cationes, quedeber ser muy similar. El sumatorio de los cationes o el de aniones dividido entre un factorque vara entre 10 para conductividades bajas y 12 para conductividades altas, nos dar elvalor de la CE expresado en mS/cm de la solucin final. Otro mtodo para calcular la CE espasar la concentracin de mmol/l. a ppm multiplicando por el peso del in, calcular el suma-torio de iones y dividirlo por el factor 0,7 para aguas de baja CE y 0,9 para soluciones de al-ta CE.

h) Obtendremos la cantidad de kilos o litros del abono a diluir en un depsito de 1000 l de so-lucin madre 100 veces concentrada. Para ello emplearemos la segunda parte de la tabla, endonde para obtener los kilos o litros de abono comercial en estas condiciones multiplicare-mos los mmol/l. de abono que necesitamos por el peso molecular/10, teniendo en cuenta enel caso de lquidos la densidad para pasarla a litros.

i) Aportaremos la cantidad de 2 a 2,5 kilos de un complejo de microelementos comercialesaconsejados para sistemas de cultivo sin suelo en el depsito de 1000 litros.

Se exponen dos ejemplos de clculo de solucin nutritiva, el primero empleando un agua deriego de buena calidad y el segundo a partir de una agua con altos niveles de salinidad, para un su-puesto cultivo de tomate.

43

44

La solucin madre se prepara en dos o tres tanques que los vamos a denominar como tanque Ay tanque B. Los clculos se realizan para tanques con una capacidad de 1.000 litros y en donde lasolucin que prepararemos estar 100 veces concentrada.

Cuando se preparan las mezclas debemos evitar la adicin en un mismo depsito de sulfatos ycalcio, con fosfatos, el complejo de microelementos los podemos incorporar en el mismo tanque enel que pongamos el nitrato de cal, aadindolos antes de mezclar la cal. Intentaremos que los dosdepsitos tengan la misma cantidad de abono en kilos, pudiendo utilizar el nitrato potsico paraigualar dichos pesos.

En la mayor parte de las instalaciones de riego, el sistema est preparado para dosificar el cidoa partir de un tercer depsito en el que generalmente se incorpora el cido ntrico diluido.

En la siguiente tabla podemos ver la compatibilidad de las mezclas de los principales abonosutilizados en fertirrigacin.

NitratroAmnico

C

C C

C

C

I

C

I

C

C

C

C

I

C

I

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

I

C

C

C

C

I

I

C

I

C

C

I

C

I C

FosfatoMonoamnico

FosfatoMonopotsico

NitratoPotsico

Sulfato Potsico

NitratoClcico

Sulfato Magnsico

NitratoMagnsico

AcidoNitrico

AcidoFosfrico

Tabla 9. Compatibilidad de las mezclas de los principales abonos. (C: Compatible; I: Incompatible)

45

x 13,8x 7,8x 21,2x 8,2x 10,1x 18,1x 8,0x 17,4x 24,6x 11,5x 13,6x 25,6

Cultivo:Aniones mMol/l

Formulacin de solucin nutritiva

Cationes mMol/lFecha:

8 1 5 2 7 6 3 4NO 3

- H2PO4- SO4

2- HCO 3- Cl - NH 4

+ K + Ca 2+ Mg2+ Na+ pH CE mS/cmOrden de ajuste de los elementosd

ab

c=b-a

Agua de riegoSolucin idealAportes previstos

Aportes reales

Solucin nutritiva final mMol/lSolucin nutritiva final meq/l

Fertilizantes mMol/lH3PO4HNO3

Ca(NO3)2KNO 3

NH4NO 3K2SO4

MgSO 4NH4H2PO4KH2PO 4

Mg(NO3)2e

f=a+eg

AnionesCationes

ppm

CE prevista

Fertilizantes para 1.000 lts. de solucin madre 100 veces concentrada.

h Fertilizante Total AbonoMmol/lt.

i

0,7013,7513,05

0,001,501,50

1,883,751,87

0,560,50

-0,06

1,900,00

-1,92

0,000,500,50

0,118,758,64

1,524,252,73

0,542,001,46

0,900,00

-0,90

8,46 0,47

0,00

0,06

2,73

6,98

0,00

0,08

1,46

0,00

1,50

0,00

0,06

6,01

6,98

0,00

0,00

13,50

13,75

13,75

0,00

0,00

1,50

1,50

1,50

1,50

0,08

1,46

1,54

3,42

6,84

0,00

-0,06

-0,06

0,50

0,50

0,00

1,92

1,92

0,55

0,00

0,00

0,55

0,55

0,55

6,98

0,16

1,50

8,64

8,75

8,75

2,73

2,73

4,25

8,50

1,46

0,00

1,48

2,00

4,00

0,00

0,90

0,9024,506

22,696

2,45

Acido ntrico (37%)Acido ntrico (59%)Acido fosfrico (37%)Acido fosfrico (75%)Nitrato potsicoNitrato clcicoNitrato amnicoSulfato potsicoSulfato magnsicoFosfato monoamnicoFosfato monopotsicoNitrato magnsicoComplejo de microelementos

0,83 litros0,47 litros0,00 litros0,00 litros

70,50 kilos49,41 kilos

0,00 kilos1,93 kilos

35,92 kilos0,00 kilos

20,40 kilos0,00 kilos2,00 kilos

0,060,060,000,006,982,730,000,081,460,001,500,00

Fosfato monopotsico: 20,4 kg.Sulfato Magnsico: 35,9 kgSulfato Potsico: 1,4 kg.Nitrato Potsico: 32,1 kg.

Tanque A

Nitrato Cal: 49,4 kg.Microelementos: 2 kg.Nitrato Potsico: 38,4 kg.

Tanque B

Conductividad elctrica: 2,4 mS/cm (por ser un agua de buena calidad)pH: 5,5

46

x 13,8x 7,8x 21,2x 8,2x 10,1x 18,1x 8,0x 17,4x 24,6x 11,5x 13,6x 25,6

Cultivo:Aniones mMol/l

Formulacin de solucin nutritiva

Cationes mMol/lFecha:

8 1 5 2 7 6 3 4NO 3

- H2PO4- SO4

2- HCO 3- Cl - NH 4

+ K + Ca 2+ Mg2+ Na+ pH CE mS/cmOrden de ajuste de los elementosd

ab

c=b-a

Agua de riegoSolucin idealAportes previstos

Aportes reales

Solucin nutritiva final mMol/lSolucin nutritiva final meq/l

Fertilizantes mMol/lH3PO4HNO3

Ca(NO3)2KNO 3

NH4NO 3K2SO4

MgSO 4NH4H2PO4KH2PO 4

Mg(NO3)2e

f=a+eg

AnionesCationes

ppm

CE prevista

Fertilizantes para 1.000 lts. de solucin madre 100 veces concentrada.

h Fertilizante Total AbonoMmol/lt.

i

6,0013,75

7,75

0,001,501,50

2,883,750,95

2,660,50

-2,16

6,730,00

-6,73

0,000,500,50

6,304,25

-2,05

3,192,00

-1,19

5,000,00

-5,00

7,86 2,27

1,50

0,66

0,00

6,77

0,50

0,95

0,00

0,00

0,00

0,00

0,66

0,00

6,77

0,50

0,00

7,93

13,93

13,93

1,50

0,00

0,00

1,50

1,50

1,50

0,95

0,00

0,95

3,75

7,50

-1,50

-0,66

-2,16

0,50

0,50

0,00

6,73

6,73

0,00

0,50

0,00

0,50

0,50

0,50

6,77

1,90

0,00

8,67

8,75

8,75

0,00

0,00

6,30

12,60

0,00

0,00

0,00

3,19

6,38

0,00

5,00

5,0030,16

33,23

3,02

Acido ntrico (37%)Acido ntrico (59%)Acido fosfrico (37%)Acido fosfrico (75%)Nitrato potsicoNitrato clcicoNitrato amnicoSulfato potsicoSulfato magnsicoFosfato monoamnicoFosfato monopotsicoNitrato magnsicoComplejo de microelementos

9,11 litros5,15 litros

31,80 litros12,30 litros68,38 kilos

0,00 kilos4,00 kilos

16,53 kilos0,00 kilos0,00 kilos0,00 kilos0,00 kilos2,00 kilos

0,660,661,501,506,770,000,500,950,000,000,000,00

0,088,758,67

Acido Fosfrico 75%: 12,3 lNitrato Amnico: 4 kg.Nitrato Potsico: 31,8 kg.

Tanque A

Sulfato Potsico: 16,5 kg.Microelementos: 2 kg.Nitrato Potsico: 36,6 kg.

Tanque B

Conductividad elctrica: 3,0 mS/cm (por ser un agua de buena calidad)pH: 5,5

47

6 INSTALACION DE RIEGO

61 Almacenamiento del Agua

Para alimentar al cabezal de riego, puede queel agua nos venga de una red con presin, de unaaspiracin directa de pozo, o bien de una balsaque nos servir de elemento de reserva, cuya ca-pacidad se calcular para asegurar un suministrocontinuo. La balsa es conveniente cubrirla conuna malla negra, con placas o material de cons-truccin, para evitar la entrada de luz y por consi-guiente la proliferacin de algas.

En algunas instalaciones el agricultor haoptado por canalizar el agua de lluvia proce-dente de la cubierta de los invernaderos, situa-cin que nos obligar a reajustar la solucinnutritiva con el cambio de calidad del agua, queen determinados momentos puede resultar in-cmodo y poco conveniente para el ajuste delas solucin nutritiva adecuada. Una posibleopcin es la de disponer de una balsa para lacaptacin del agua de lluvia y un sistema quepermita una mezcla con el agua de normal su-ministro en la explotacin.

19. Canalizacin del agua de lluvia a la balsa de riego.

18. Balsa cubierta con malla negra para evitar laproliferacin de algas.

62 Cabezal de Riego

En principio la instalacin debe estar dotada de los elementos esenciales de cualquier cabezalde riego localizado. Bomba de aspiracin o impulsin del agua de riego, que nos permitir teneragua en suficiente cantidad a una determinada presin que alimentar nuestro sistema de riego.

El cabezal estar dotado de un prefiltrado, cuando el tipo de agua empleado lo requiera, segui-damente se instalarn filtros de arena que nos permitir eliminar las algas y materia orgnica, conun posible contralavado para poder hacer la limpieza del filtro, manmetro a la entrada y salida delfiltro, que nos permitir detectar cundo tenemos el filtro sucio. Una vez pasado el filtro de arena,se produce la inyeccin de los fertilizantes y cidos para conseguir nuestra solucin nutritiva, pun-to ste que trataremos en un epgrafe aparte por la importancia que tiene sobre el manejo de los sis-temas de cultivo sin suelo. Una vez aportados los fertilizantes procederemos a filtrar la solucin nu-tritiva por medio de filtros de mallas o anillas. Despus del filtrado colocaremos un manmetro quenos indicar por diferencias de presin cuando el filtro se encuentra sucio. El filtrado del agua esnecesario si vamos a trabajar con goteros, puesto que el dimetro de paso es tan pequeo, que sepueden obturar con relativa facilidad.

En la figura 6 podemos ver un esquema tipo de un cabezal de riego. Deber estar dotado de lasllaves, reguladores de presin, vlvulas de retencin y ventosas necesarias.

Generalmente, las tuberas empleadas en el montaje del cabezal son de P.V.C. rgido, resguar-dadas de la radiacin solar, dado que estos cabezales van montados en pequeas casetas de obrao en los almacenes de la explotacin.

En el cabezal de riego colocaremos los depsitos de poliester o polietileno en donde irn pre-paradas las soluciones madre, con un sistema de agitacin mecnica, o por medio de sopladores,para la correcta dilucin de los fertilizantes. A la salida de estos depsitos instalaremos grifos y fil-tros para posteriormente inyectar la solucin concentrada en la red de riego. El nmero de stos de-pender de los cultivos que pretendamos manejar, requiriendo un mnimo de 2.

48

20. Sistema de mezcla automtico a partir de la medida de conductividadelctrica, agua de lluvia y agua de pozo. Fundacin Caja Rural Valencia.

49

Bombainyectora

Filtro arena

Vlvula bola

DepsitoAbono

Agitador

Filtro mallaElectrovlvula

ManmetroVentosa

Bomba aspiracin

Figura 5. Esquema cabezal riego.

63 Sistem