cap 1 hidroponía perspectivas y futuro

8/18/2019 Cap 1 Hidroponía Perspectivas y Futuro

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5Manual Práctico de Hidroponía

Hidroponía: Perspectivas y futuro

INTRODUCCIÓNHidroponía es un término que tiene raíces griegas: «Hydro» = aguay «ponos» = trabajo; y sencillamente significa «el trabajo en agua», eneste caso, “el cultivo en agua”. Este término fue acuñado en 1930 por el

profesor William Gericke de la Universidad de California.En algunos casos, el término «hidroponía» es usado sólo para des-cribir sistemas basados en agua. pero en el sentido más amplio, eltérmino es el de cultivo sin suelo («soilless culture» en inglés). Por lo

tanto, «un sistema hidropónico o cultivo sin suelo, es un sistema aisladodel suelo utilizado para cultivar una gran diversidad de plantas de im-portancia económica. El crecimiento y desarrollo de las plantas en cul-

tivo sin suelo, es posible por un suministro adecuado de todos sus re-querimientos nutricionales a través del agua o solución nutritiva».

¿QUÉ ES HIDROPONÍA?La hidroponía es una técnica que permite cultivar y producir plan-

tas sin emplear suelo o tierra. Con la técnica de cultivo sin suelo se

obtienen hortalizas de excelente calidad y sanidad, y se asegura un usomás eficiente del agua y fertilizantes. Los rendimientos por unidad deárea cultivada son altos, por la mayor densidad y la elevada productivi-

dad por planta.Cualquier lugar puede ser apropiado para cultivar plantas, como en

los techos, patios y jardines; en arenales, cerros, etc. Se pueden insta-

lar huertos hidropónicos en centros educativos, hospitales, orfanatos,hospicios, cuarteles, cárceles, etc. Los centros educativos son un buenmedio para difundir los principios del cultivo sin suelo entre la niñez, locual ha sido demostrado por Centro de Investigación de Hidroponía y

Nutrición Mineral de la Universidad Nacional Agraria La Molina por me-dio de concursos de hidroponía escolar, los cuales promueven e incen-tivan la implementación de huertos hidropónicos en las escuelas públi-

HIDROPONÍA:

PERSPECTIVAS Y FUTUROAlfredo Rodríguez Delfín


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cas y privadas, con el propósito de fomentar el consumo de hortalizas

frescas ricas en vitaminas y minerales entre los alumnos, profesores ysus familias.

PERSPECTIVAS Y FUTURODurante años la hidroponía ha sido muy usada para la investiga-

ción en el campo de la nutrición mineral de las plantas. La primera

producción efectiva a gran escala ocurrió durante la Segunda GuerraMundial, cuando la Marina de Guerra de los EEUU estableció unidadeshidropónicas con sistema de subirrigación en varias islas de los Océa-

nos Pacífico y Atlántico. En los años 70, el cultivo en arena y otros siste-mas florecieron y luego desaparecieron en los EEUU. En esta mismadécada se desarrolló en Dinamarca el sustrato conocido como lana deroca («rockwool» en inglés) y el sistema NFT en Inglaterra.

Hoy en día la hidroponía es el método más intensivo de producciónhortícola; generalmente es de alta tecnología y de fuerte capital, y vienesiendo aplicada exitosamente con fines comerciales en países desa-

rrollados. El crecimiento futuro de la hidroponía en Latinoamérica de-penderá mucho del desarrollo y adaptación de sistemas menos sofisti-cados de producción que sean competitivos en costos con respecto a la

tecnología sofisticada generada en países desarrollados.En los últimos quince años, el área mundial destinada a la produc-

ción hidropónica se ha incrementado considerablemente. En 1996 elárea mundial era de 12,000 hectáreas (ISOSC; Sociedad Internacional

de Cultivo Sin Suelo) y, según las últimas proyecciones, habrían mas de30,000 hectáreas, de las cuales alrededor del 68% (20,400 hectáreas)son cultivadas sólo por 10 países (Cuadro 1). En Latinoamérica México

y Brasil destacan como países hidropónicos.El sistema mayormente utilizado es el sistema de riego por goteo

(90%) empleando como sustrato lana de roca (60%) y sustratos inorgá-

nicos (20%) y orgánicos (10%). Luego siguen los sistemas en agua NFT(7%) y raíz flotante (3%). Los cultivos hidropónicos más rentables sontomate, pepinillo, pimiento, fresa, espinaca, lechuga y flores cortadas.

Una considerable disminución de las áreas de tierras agrícolas enpaíses en vías de desarrollo, hace de la hidroponía una interesante al-ternativa de producción en zonas urbanas y peri-urbanas. Dentro delcontexto de la llamada agricultura urbana, la hidroponía puede ser muy

bien aplicada en las ciudades con tecnologías más sencillas y de bajocosto, principalmente en zonas de extrema pobreza, como una manerade incentivar el autoconsumo de hortalizas y de apoyar el ingreso fami-

liar a través del autoempleo en las propias viviendas o en los centros


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VENTAJAS YDESVENTAJAS

comunales. Debido a los evidentes y rápidos resultados que se hanlogrado, la hidroponía social o popular ha demostrado ser una opción

casi única en los diferentes países latinoamericanos donde se ha reali-zado la experiencia.

VENTAJAS

Las ventajas del cultivo hidropónico son:

❍ Permite aprovechar suelos o terrenos no adecuados para la agri-

cultura tradicional.

❍ No contamina el medio ambiente

❍ Menor consumo de agua y fertilizantes. La técnica es muy apropia-

da en zonas donde hay escasez de agua.

❍ Crecimiento más rápido y vigoroso de las plantas debido a que en

un sistema hidropónico el agua y los nutrientes están más disponi-bles.

❍ La producción es intensiva, lo que permite tener mayor número de

cosechas por año. Por ejemplo, a partir de la etapa de post almáci-

go, con un sistema NFT o de raíz flotante, se pueden obtener hasta

doce (12) cosechas de lechugas por año.

Cuadro 1: Área estimada de los primeros 10 paíseshidropónicos

Nro. PAÍS HECTÁREAS1 Holanda 10 0002 España 4 000

3 Canadá 1 6004 Francia 1 0005 Israel 1 000

6 Alemania 6507 Bélgica 6008 Australia 600

9 Nueva Zelanda 55010 Estados Unidos 400

Subtotal (81%) 20 400

TOTAL Mundial (100%) 30 000Fuente: Carruthers, S. 2002 (Practical Hydroponics & Greenhouses Nº 63)

Rodríguez-Delfín, A. 2004


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❍ Los rendimientos obtenidos con hidroponía superan tremendamentea la producción en suelo.

❍ En la agricultura tradicional tanto la siembra como la cosecha se

realizan en una misma fecha; en hidroponía estas labores se reali-zan en forma escalonada, lo cual permite llevar una programaciónde la producción.

❍ El uso de agua potable o de pozo, garantiza que el cultivo hidropó-

nico sea un producto libre de contaminación y de enfermedades.❍ Se obtiene un cultivo más sano e higiénico y, por lo tanto, son bue-

nos para la salud.❍ En la agricultura tradicional es necesario hacer una rotación de

cultivos para evitar una infestación de nemátodos en las raíces. Enun cultivo sin suelo no se presenta este problema y se puede traba-

jar continuamente como monocultivo.❍ Además de la finalidad comercial, la técnica también puede ser

usada con fines sociales para mejorar los ingresos de la población

menos favorecida al generar autoempleo en sus propios hogares y,para mejorar la cantidad y la calidad de la alimentación familiar.

❍ Tiene una gran utilidad en las escuelas porque refuerza la ense-ñanza de las ciencias naturales y fomenta el cariño de los niños a

Cuadro 2: Comparación entre la producción en sueloy cultivo hidropónico en algunos cultivos

CULTIVO SUELO* HIDROPONÍA**Plantas/m2 Rendimiento Plantas/m2 Rendimiento

(Ton/ha) (Ton/ha)

Fresa 5 10-12 10-16 60-80Papa 4 15-20 6-8 60-70

Tomate 6 30-40 2-3 150-200Vainita 40 5-7 50-60 40-45Yacón 2 25-30 4-5 60-80

Plantas/m2 Rendimiento Plantas/m2 Rendimiento

(Docenas/ha) (Docena/ha)

Lechugas 6 5,000 25 20,000

* Fuente de rendimiento en suelo en yacón, y papa: Programa de Papa, UNALM (2 004)Fuente de rendimiento en suelo tomate y vainita Ugás, R et al (2 000)

** Rendimientos obtenidos en diferentes ensayos en el CIHNM, UNALM


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la naturaleza. También puede generar ingresos a través de microe-

mpresas escolares.

DESVENTAJAS

Antes de iniciar un proyecto hidropónico, es importante conocer elmanejo agronómico del cultivo porque, muchos proyectos, sobre todo

aquellos con «llave en mano», han fracasado debido a las falsas expec-tativas de altos retornos que ofrecían y ofrecen las empresas proveedo-ras, sin tener en cuenta el conocimiento de las plantas, plagas y enfer-medades. Según el Dr. Merle Jensen «la hidroponía es una tecnología

atractiva, frecuentemente sobresimplificada, la cual es más fácil de pro-mover que de sostener. Desafortunadamente, los fracasos que han ocu-rrido en EEUU exceden grandemente a los éxitos, debido a la inexpe-

riencia o a la falta de apoyo técnico y científico».

Por lo tanto, entre las desventajas se pueden señalar:

❍ La dependencia de adquirir un proyecto con paquete «llave en

mano» puede desalentar su continuidad, por los elevados costosde producción. Es mejor hacer pequeños ensayos y, con la expe-

riencia adquirida, ir montando su propio proyecto.

❍ El desconocimiento del sistema hidropónico apropiado para produ-

cir un determinado cultivo. Es muy importante tener o recibir unaprevia capacitación.

❍ El desconocimiento del manejo agronómico puede reducir signifi-

cativamente los rendimientos. El éxito de la producción hidropónicadepende más del conocimiento del manejo agronómico (clima apro-

piado para el cultivo, siembra, riegos, control de plagas y enferme-dades, etc.) que del conocimiento de la técnica en sí.

❍ La falta de experiencia en el manejo de las soluciones nutritivas

puede alterar su composición y afectar la apariencia y calidad delas plantas.

❍ Empezar a buscar dónde colocar las hortalizas producidas justo en

el momento cuando están por cosecharse. Antes de iniciar el pro-

yecto es importante conocer el mercado y tener una lista de poten-ciales clientes. Se recomienda producir aquellos cultivos rentables.

❍ La falta de constancia y dedicación en las labores culturales pue-

den provocar una fuerte pérdida de plantas. No hay que olvidarque el éxito de cualquier negocio se basa en la dedicación y elesfuerzo de los que están comprometidos en él. Pues nada es

fácil, todo se logra con cariño, esfuerzo y dedicación.


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Como el principio de la nutrición mineral de las plantas es el mismopara un cultivo en suelo que sin suelo, es posible cultivar hidropónica-

mente un gran número de plantas. Se puede cultivar hortalizas de hojas, de frutos o de raíz; cultivos que producen tubérculos, bulbos, tallos;plantas aromáticas, medicinales, ornamentales, flores. También la hi-

droponía es muy usada para producir forraje fresco para alimentar ani-males de granja.

En hidroponía no se usa suelo. Sustrato es todo material sólidoque puede ser usado como reemplazo del suelo, y sirve como medio decrecimiento de las plantas. La función principal del sustrato es permitir

el anclaje de las raíces y el soporte mecánico de la planta. El crecimien-to de la raíz en sustrato es más rápido y vigoroso que en suelo.

En principio no existe un sustrato ideal o único, porque se puede

utilizar una gran diversidad de sustratos ya sea puros o en mezclascomo: arena fina, media o gruesa, de cuarzo, de río, de construcción,etc.; gravilla, grava, piedra pómez, cascarilla de arroz, fibra de coco,

aserrín, etc.Arena es un término general y se debería especificar cuando se

destina para uso hidropónico. La arena de tipo calcáreo (piedra caliza yarena de playa) no es adecuada porque alteran el pH de la solución

nutritiva. El tamaño de las partículas y su distribución son propiedadesimportantes.

La piedra pómez es una roca volcánica natural, ligera y aireada. La

perlita se obtiene por calentamiento de la roca en agua, la cual se ex-pande mucho para dar partículas livianas aireadas. Entre los sustratosorgánicos destacan la cascarilla de arroz, el aserrín y la fibra de coco

Un sustrato adecuado debe ser:

* químicamente inerte,

* fácil de conseguir y de bajo costo,* retentivo,* no salino, y

* durable (que no se descomponga o degrade con facilidad)

SISTEMAS HIDROPÓNICOS

Existen diferentes tipos de sistemas hidropónicos, desde los mássimples, con funcionamiento manual o semiautomático, hasta los mássofisticados y completamente automatizados. No todo sistema es efec-

tivo para todos los cultivos.

SISTEMASHIDROPÓNICOS

CULTIVOS

SUSTRATOS


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Los sistemas hidropónicos se pueden dividir en dos categorías:

a) sistemas hidropónicos en agua y,

b) sistemas hidropónicos con sustratos.

Los sistemas hidropónicos en agua son sistemas hidropónicos por

excelencia; las raíces de las plantas están en contacto directo con lasolución nutritiva. En los sistemas con sustratos, las raíces de las plan-tas crecen y desarrollan en sustratos inertes; la solución nutritiva fluye

entre las partículas del sustrato humedeciendo las raíces. Entre lossistemas más conocidos están:

RECIRCULANTE O NFT

El término NFT son las iniciales de Nutrient Film Technique y que

traducido del inglés significa «la técnica de la película nutriente». Tam-bién se le conoce como sistema de recirculación continua. El principiodel sistema consiste en recircular continuamente la solución por unaserie de canales de PVC de forma rectangular y de color blanco, llama-

dos canales de cultivo. En cada canal hay agujeros donde se colocanlas plantas sostenidas por pequeños vasos plásticos. Los canales es-tán apoyados sobre mesas o caballetes, y tienen una ligera pendiente

que facilita la circulación de la solución. Luego la solución es recolecta-da y almacenada en un tanque.

SISTEMASHIDROPÓNICOS

EN AGUA

Sistema NFT modificado (CIHNM, UNALM, Lima,Perú)


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Una electrobomba funciona continuamente durante las 24 horas

del día. Por los canales circula una película o lámina de apenas 3 a 5milímetros de solución nutritiva. La recirculación mantiene a las raícesen contacto permanente con la solución nutritiva, favoreciendo la oxige-

nación de las raíces y un suministro adecuado de nutrientes minerales

para las plantas.El sistema es muy usado para cultivos de rápido crecimiento como

la lechuga y albahaca. También es posible cultivar tomate y otros culti-

vos de fruto pero, por razones de costos, es mejor producir estos culti-vos con sistema de riego por goteo y no en NFT. Existen pequeñasáreas de NFT en diferentes países pero Australia es el país donde es el

principal sistema hidropónico.

RAÍZ FLOTANTE O CULTIVO EN AGUA

Es un sistema hidropónico por excelencia porque las raíces de lasplantas están sumergidas parcialmente en solución nutritiva. La princi-

pal técnica comercial es la Técnica de Flujo Profundo (DFT, Deep FlowTechnique), donde planchas de termopor o poliestireno expandido flo-tan sobre una solución nutritiva aireada frecuentemente a través de unacomprensora. La plancha actúa como soporte mecánico y cada una

flota sosteniendo un determinado número de plantas. Este sistema ha sido adaptado para ser utilizado en proyectos de

hidroponía social en diferentes países latinoamericanos, generalmente

Cultivo de lechuga en raíz flotante

(CIHNM, UNALM, Lima,Perú)


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para cultivar hortalizas de hojas, como diversas variedades de lechuga,albahaca, apio, menta, hierba buena, huacatay, entre otros.

Para lograr una buena producción es muy importante airear la solu-ción nutritiva; la cual se puede hacer manualmente utilizando un batidorplástico limpio, por lo menos dos veces al día. Para una unidad comer-

cial se debe emplear una compresora para airear la solución nutritiva detodos los contenedores a la vez. Esta acción permite redistribuir los nu-trientes y oxigenar la solución. La presencia de raíces de color oscuro

es un indicador de una mala oxigenación y esto limita la absorción deagua y nutrientes, afectando el crecimiento y desarrollo de las plantas.

AEROPÓNICO

La aeroponía es una técnica mas avanzada y de más alta tecnolo-

gía que el sistema hidropónico tradicional; se diferencia fundamental-mente de la hidropónica en que las raíces no están sumergidas en lasolución nutritiva, sino que ésta se les suministra cada determinados

minutos en forma de rocío o nebulización, mediante unas boquillas dealta presión o microaspersores, que a su vez están conectadas a unalínea por la que circula la solución nutritiva a alta presión.

En este sistema las plantas se desarrollan en un sistema cerrado

que, al estar suspendidas dentro de un panel, sus raíces están “al aire”y, por consiguiente, el aporte de oxígeno está permanentemente asegu-rado. Sus raíces son rociadas constantemente con microgotas ricas en

Sistema aeropónico para producción de papa


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nutrientes, y pueden crecer suspendidas y encerradas en un contene-dor oscuro y amplio, lo cual hace que, al no pasar la luz al interior, se

evite el crecimiento de algas.Los resultados del cultivo aeropónico dependen en buena medida

del tamaño de las gotas, por ello, la nebulización no debe golpear a las

plantas pero sí debe permitir la adhesión de una película de nutrientesen las raíces.

Generalmente este sistema hidropónico se utiliza más para fines

ornamentales o decorativos que para fines comerciales porque sus cos-tos de operación son altos. Una desventaja del sistema es el crecimien-to desuniforme que resulta de las variaciones en la intensidad luminosasobre las plantas inclinadas.

RIEGO POR GOTEO

Dentro de los sistemas hidropónicos, el sistema de riego por goteoes el más usado a nivel mundial, principalmente con lana de roca (“rock

SISTEMAS

HIDROPÓNICOSCON

SUSTRATOS

Cultivo de tomate con sustrato embolsado y riego

por goteo (CIHNM,UNALM, Lima, Perú)

Riego por goteo y detalle de una plancha de lana de roca antes del transplante


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wool”en inglés). El área mundial destinada a la producción con lana de roca estáen el orden del 60 %. La lana de roca es un sustrato obtenido por fusión de la

roca, la cual luego es hilado en fibras y embolsado o precintado en bloques yplanchas. Su principal característica es que contiene muchos espacios vacíos(97 %), lo cual permite sostener niveles muy altos de agua disponible y también

un buen contenido de aire. Es el principal medio usado en países donde lofabrican (Holanda, España, EEUU, etc.). Por ser la lana de roca un material devolumen y, debido al alto costo del flete para su importación, es preferible y

aconsejable utilizar sustratos naturales, locales alternativos en países donde nose produce. La piedra pómez es un sustrato natural excelente.

La solución nutritiva o el agua es suministrada a cada planta a tra-vés de goteros conectados en mangueras de goteo de polietileno de

color negro. El riego se hace aplicando pequeñas cantidades de solu-ción nutritiva directamente en la zona radicular. El sistema es muy usa-do para la producción de cultivos de fruto como tomate, pimiento, me-

lón, pepinillo y sandia.

SISTEMA DE COLUMNAS.

Este sistema permite una alta producción de plantas por unidad deárea, pero está restringido sólo para plantas de porte pequeño. Es muy

usado para la producción de fresas.Las plantas que crecen en un sistema de columnas deben estar

bien iluminadas, de lo contrario tendrían una menor tasa fotosintética,

afectando su rendimiento.Las columnas pueden ser mangas plásticas de 8 micras de espe-sor y de 25 a 30 cm de diámetro, o macetas de termopor (poliestireno

expandido) de 3.5-4.0 litros de capacidad, las cuales van apiladas unasobre otra; también puede utilizarse tubos de PVC de 6 ó 8" de diáme-tro, aunque no es aconsejable por su mayor costo con respecto a lasdos primeras opciones. En cada columna de 8 macetas apiladas se

pueden cultivar hasta 32 plantas (4 plantas/maceta, una en cada esqui-na). Las columnas, mangas o macetas contienen un sustrato liviano,como piedra pómez o perlita solos, o mezclados con arena, turba, mus-

go, cascarilla de arroz o fibra de coco.La solución nutritiva se distribuye por mangueras de polietileno negroque corren sobre las columnas. Sobre cada columna, se coloca un gote-

ro conectado a una cruceta con 4 microtubos de 3 mm de diámetro, loscuales se colocan en diferentes puntos de la columna: 1, 3, 5 y 7 macetadesde arriba hacia abajo. Cuando se enciende el sistema de riego, la

solución nutritiva ingresa por cada microtubo, de tal forma que todo el sustrato


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se humedece por gravedad. Cuando se emplean mangas plásticas, los micro-tubos se colocan en cada agujero de la primera línea superior.

SISTEMA DE CANALETAS SUSPENDIDAS

En países con fuerte demanda de fresa; sobre todo para mejorar y obtenerproducción en invierno, las plantas son cultivadas en invernaderos y empleancanaletas o canales de PVC. El sistema fue fabricado en Israel por PolygalIndustries, el cual consiste de láminas plásticas corrugadas en forma de U de

10 cm de profundidad y 12 cm de ancho; sobre las canaletas se colocan conte-nedores de termopor; los diámetros de los agujeros es de 5 cm; los agujerosestán separados cada 20 cm. Las láminas corrugadas se colocan sobre una

sección de gotero de PVC. Las canaletas van suspendidas a 1.2-1.6 m delsuelo; alturas mayores complican la observación de las plantas y el manejo del

cultivo. El distanciamiento entre canaletas es 0.8 –1.0 m .El sustrato que se coloca en los contenedores debe de ser liviano como

perlita, piedra pómez; se puede usar mezclas de musgo, fibra de coco, aserrínde pino y/o cascarilla de arroz. La solución nutritiva se aplica con sistema de

riego por goteo

Cultivo de fresas en sistema de columnas (CIHNM,

UNALM, Lima, Perú)


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SISTEMA DE SUBIRRIGACIÓN O CULTIVO EN GRAVA

Este sistema fue muy usado durante la Segunda Guerra Mundial en las Islas del Pacífico por la Marina

de Guerra de los Estados Unidos y prácticamente ha perdido vigencia debido a la aparición de otrossistemas más prácticos en su manejo y de menor costo. El principio consiste en lo siguiente: La soluciónnutritiva se prepara y almacena en un tanque y, por medio de una electrobomba, se envía hacia las camas

de cultivo o contenedores. La solución entra por la base de la cama a través de una tubería perforada, detal forma que ésta asciende inundando el sustrato. Luego se provoca el drenaje de la solución y, por la

misma tubería retorna al tanque. El drenaje permite el ingreso de aire nuevo entre las partículas del sustrato,lo cual favorece la respiración radicular. La solución nutritiva no se pierde, ésta se recicla o se vuelve a usarvarias veces.

El sustrato debe ser de textura media o gruesa como arena media, arena gruesa, gravilla o grava. Lafrecuencia de riego dependerá si el sustrato es retentivo (arena media o gruesa) o poco retentivo (grava).

Producción de fresas en canaletas suspendidas o colgantes (Israel)

Detalle de una canaleta

Contenedor de termopor

Canaleta de PVC

cap 1 hidroponía perspectivas y futuro

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