QUE SON LOS CULTIVOS HIDROPONICOS Y EL PORQUE DE LA HIDROPONIA

Por: Felipe Calderón Sáenz
Dr. Calderón Laboratorios Ltda., Mayo 18 de 2001
www.drcalderonlabs.com
Avda. 13 No. 87-81
Bogotá D.C., Colombia S.A.
acaldero@cable.net.co

UNA NUEVA AGRICULTURA ALTAMENTE EFICIENTE PARA LOGRAR MAYOR PRODUCTIVIDAD Y MAYOR CALIDAD A BAJO COSTO Y CON MENOR TRABAJO.

DEFINICION

Hidroponía: Cultivo Sin Suelo.

La palabra Hidroponía se deriva del griego Hydro (agua) y Ponos (labor, trabajo) lo cual significa literalmente trabajo en agua. Esta definición se usa en la actualidad para describir todas las formas de cultivos sin suelo. Muchos de los métodos Hidropónicos actuales emplean algún tipo de medio de cultivo o sustrato, tales como:cascarilla de arroz cruda y quemada, grava, arenas, piedra pómez, serrines, arcillas expandidas, carbones, turba, cáscara de coco, lana de roca, espumas sintéticas etc. a los cuales se les añade una Solución Nutritiva que contiene todos los elementos esenciales necesarios para el normal crecimiento y desarrollo de las plantas.

El Cultivo Hidropónico era en un principio solamente en agua a la cual se le agregaban los elementos Nutritivos. La palabra Hidroponía fué inventada por W.F. Gericke, profesor de la universidad de California. Al Profesor Gericke le corresponde el mérito de haber comenzado en 1938 a realizar los primeros cultivos comerciales sin suelo. Desde la época del profesor Gericke hasta la actualidad el interés por la utilización de esta tecnología se ha incrementado. En America Latina las posibilidades de adaptación de estos cultivos a las diversas situaciones de la población son cada día mayores y su aplicación estimula el desarrollo de la creatividad de las gentes por lograr mayores y mejores resultados. En el Japón ha ganando rápida popularidad el cultivo de plantas sin utilizar el suelo. La Hyponía es un modelo tecnológico desarrollado en ese país por el Profesor Shigeo Nozawa basado en cultivar plantas en verdaderas piscinas de agua en movimiento, con estrictos controles en el suministro de nutrientes, oxígeno y temperatura para el desarrollo de inmensas masas radiculares, responsables de la formación de Super-Plantas, como Tomateras capaces de producir en solo 6 meses cosechas de 13.000 Tomates.

JUSTIFICACION

Los siguientes aspectos detectados justifican la adaptación de esta tecnología.

1. Cuando hay utilidad

1.1Económica: Cuando es mas rentable sembrar an hidropoónico que que el sistema tradicional. El rendimiento económico esta determinado por una sencilla ecuación:

Rentabilidad = Productividad x (Precio <f(Calidad)><f(Opotunidad)>) -Costo(<f(Sistema)><f(Localidad>)

(1) Productividad; Determinada por la cantidad de flores producidas por unidad de area y por unidad de tiempo y por la calidad de las mismas: Estas variables están unidas al potencial genético de la planta, entendiendo este como la máxima expresión de todas las características que es capaz de mostrar una planta en altura, cantidad, calidad de flores, color, resistencia, duración, etc., bajo un conjunto de condiciones dadas. No siempre dependen del riego y la nutrición de las plantas. En muchos casos dependen mas del medio ambiente que del medio radicular.

(2) Precio: los mejores precios para las Flores dependen de: (a) La Localidad: El establecimiento de cultivos en los sitios mas cercanos posibles a la demanda reduciría apreciablemente los costos de transporte, distribución y mercadeo en general. (b) La Oportunidad: Producir en las epocas específicas del año de mayor demanda, establecer especies en zonas de gran demanda, justifican el establecimiento de grandes cultivos comerciales. (c) La Calidad: Determinada en gran parte por la sanidad de los cultivos hidropónicos y aunque aun faltan muchos factores de calidad para optimizar, la aceptación que han tenido en el mercado los productos hidropónicos muchos de los cuales son indistinguibles de sus congéneres en tierra les confiere clara opción de productos ampliamente comerciales si nó en algunos casos ampliamente superiores. Las prácticas de manejo controladas durante todas las etapas del cultivo, unidas a mejores condiciones nutricionales y sanitarias que las de un cultivo en tierra le han permitido a la hidroponía su aceptación como alternativa tecnológica para diversas clases de cultivos. Entre los principales factores de calidad a considerar podemos destacar aquellos que a nuestro juicio se ven mas comprometidos para bien o para mal con las tecnicas Hidropónicas.

En cuanto a la longuitud del tallos se refiere, parece haber consenso entre los cultivadores sobre el hecho de que las longuitudes obtenidas en los cultivos hidropóniocs son mayores que en los cultivos en suelo. Especialmente por la acumulación del Sodio y Cloruros en los suelos, la longuitud de los tallos se va haciendo progresivamente mas corta, situación que mediante un buen manejo es posible de controlar en los cultivos hidropónicos.

El grosor de los tallos ha sorprendido a muchos por ser mas delgado que lo usual en suelo. En algunos casos se ha abusado de la densidad de siembra, pero esta situación a nuestro juicio corresponde a una nueva manifestación fenotípica de las variedades ante el nuevo medio de cultivo y ante la nueva disponibilidad de agua y nutrientes, factores estos no muy bien conocidos en las etapas iniciales de la técnica. Creemos en general que ha contribuido a esta expresión "delgada" una nutrición con mucha agua y poca concentración de Nutrtientes es decir el uso de soluciones nutritivas alrededor de 1/ 2 Full.

El Peso del ramo es concomitante y depende de los mismos factores que la propiedad anterior. Se han visto casos en clavel con variedades como Nelson y Delphi con pesos de ramo en tamaño Select, inferiores a 600 grs, los cuales no cumplen especificaciones, al igual que mayores de 800 grs, cumpliendo perfectamente con las mas estrictas especificaciones.

El Tamaño de cabeza en general ha sido igual o superior en los cultivos hidropónicos aunque falta mucho por conocer sobre el comportamiento específico de cada variedad.

Excepcionalmente se encuentran quejas de los cultivadores sobre la falta de fijación de color de alguna variedad en particular, a veces Rosados, a veces en Rojos, los cules salen como "desteñidos". Estas situaciones se han observado puntualmente y ameritan estudio especial. A nuestro juicio involucran ligeros desbalances nutricionales, especialmente de los elementos menores, particularmente relacionadas con excesos o deficiencias de Hierro, Cobre y Manganeso.

Por ultimo, la duración en florero, se ha encontrado estrechamente relacionada con el suministro de calcio y la relación Calcio, Potasio, Nitratos. Plantas sometidas a nutriciones Amoniacales pobres en calcio tienden a mostrar menor duración en florero y mayor velocidad de deshidratación.

(3) Costos.

Los costos han sido un factor determinante a la hora de escoger cualquier sistema de cultivo.

Veamos 2 ejemplos de costos comparativos de algunos sistemas hidropónicos:Costo Unitario

Como vemos, el total del costo de hechura de una cama hidropónica en estas condiciones oscila entre:US $ 60 y 120. Hay que tener en cuenta que muchos de los items allí señalados corresponden al tutoraje, el cual es comun al comparar costos totales de una cama hidropónica vs una cama tradicional en suelo.

Las camas en suelo llevan ademas un extra costo no incluio en las comparaciones, como es el de las enmiendas físicas como la cascarilla de arroz cruda, la cual oscila entre 0.5 y 1.0 mt3/cama ciclo, y las enmiendas químicas como Cales y correcciones de presiembra.

Otros costos comparativos de Desinfección

Costos Ambientales

Es necesario tener en cuenta no solamente los costos directos sinó tambien los costos ambientales de cualqueir alternativa. En este sentido vale la pena traer a colación detenidamente el protocolo de Montreal especialmente en lo relacionado con la emisión de sustancias activas contra la capa de ozono. Este protocolo ha llevado a que la agencia para la Protección ambiental en los Estados Unidos EPA, recomiende las técnicas de Cultivo Hidropónico para la sustitución de los desinfectantes a base de Bromuro de metilo, por fortuna poco utilizado en nuestro medio.

Los siguientes apartes tomados del Resumen Ejecutivo del Protocolo de Montreal muestran en que medida las sustancias Brominadas y Clorinadas afectan la capa de Ozono.

a. Físicos: Suelos endurecidos o rocosos. Suelos mal drenados que impiden el desarrollo normal de las raíces. Suelos con poca o nula retención de humedad como en las arenas del desierto.

b.Químicos: Presencia de contaminación con desechos industriales, acumulación de sales. Presencia nativa de elementos tóxicos para las plantas como el aluminio y el níquel. Suelos extremadamente salinos, sódicos, salino-sódicos, ácidos y alcalinos.

Es imposible lavar las camas sin lavar los caminos, máxime antes de las siembras cuando el suelo se encuentra preparado antes de la hechura de camas.

Llamamos cama-camino la distancia correspondiente al ancho de la cama mas el ancho del camino, lo cual en definitivas representa, a pesar de no tener en cuenta el camino central, el area neta de invernadero.

A traves de un bulbo normal de gotero, es dificil lavar mas allá de 30 cm de profundidad.

En una finca de la sabana de Bogotá se realizó un trabajo de lavadio de sales, haciendo una verdadera inundación. Observemos lo que sucedió durante este lavado masivo de sales:

Las siguientes fotografías muestran los trabajos que fue necesario realizar cuando se trataron de lavar las sales en el cultivo anterior

Para un area neta de cama camino de 1.36 mts, (cama = 0.80 camino = 0.56 mt) se tiene un volumen de suelo a 20 cm de profundidad de (1.36 x 0.20 x 30 mt = 8.16 mt3 de suelo). Si este volumen tiene una porosidad del 50 %, para llenar de agua los epacios pososos de la toalidad de este volúmen seran necesarios 4.08 mt3 de agua. En la práctica para realizar un verdadero lavado del suelo se necesitan volúmenes enormes de agua. Esto puede apreciarse en la siguiente fotografía.

c. Biológicos: Presencia de patógenos del suelo tales como: Nemátodos, Hongos, Insectos y otras plagas y enfermedades económicamente difíciles de manejar. Muchas veces estos limitantes son tan marcados que hacen dispendioso y casi imposible el cultivo en estos suelos. En algunos casos puede resultar más económico comprar otro lote de tierra que darle uso agrícola al terreno enproblemado. Los cultivos sin suelo ofrecen multiplicidad de alternativas, entre las cuales, se puede contar con la ventaja de tener el cultivo aislado del suelo. La agencia para la Protección ambiental de los Estados Unidos EPA ha propuesto los cultivos hidropónicos como una altenativa para trabajar en suelos infestados de plagas y enfermedades sin necesidad de recurrir al uso de desinfectantes químicos, algunos de los cuales afectan severamente el medio ambiente. En los siguientes apartes se ilustran las propuestas de esta Agencia.

Dentro del cálculo de costos que ellos hacen para las diferentes alternativas, se observa como los costos del cultivo hidropónico para el caso de Fresas y Pepinos se considera competitivo frente al cultivo en suelo desinfectado con Bromuro de Metilo.

La Agencia para la Protección ambiental de los Estados Unidos EPA ha venido recomendando desde 1995 diferentes alternativas y prácticas para sustituir algunos desinfectantes del suelo. En la primera edición de esas alternativas se encuentran tecnologías como la desinfección con agua caliente y con productos como el Basamid, el Metam Sodio y el Telone. En la segunda edición se habla de utilizar variedades resistentes a los nemátodos, agricultura orgánica, Cloropicrina y solarización. Ya en la tercera edición en 1997, se recomienda la inundación, el vapor, el uso de la imjertación sobre patrones resistentes, productos como el Metam Sodio, el Telone y la Cloropicrina y finalmente la hidroponía

El uso de cualquera de los desinfectantes señalados incorpora una problemática adicional como es la introducción al suelo de elementos perjudiciales a las plantas como el Sodio y el Cloro.

3. Lugares donde no hay suelo.

Las técnicas hidropónicas desde hace mucho tiempo antes que las flores, aunque en menor escala encontraron aplicación en terrazas, patios, techos, balcones, en pequeños espacios domésticos o en pequeños lotes urbanos difíciles de cultivar por sistemas tradicionales. En Colombia nació en la decada de los 80s, el concepto de la "Hidroponía Popular Urbana". Los cultivos sin suelo se han utilizado como huertas caseras bajo dos modalidades: a. Autoconsumo b. Producción de excedentes comerciales que en pequeña escala se han organizado y canalizado en forma cooperativa.

4 Otras Aplicaciones.

4.1 Aplicación Científica: Esta aplicación radica en el uso de la Hidroponia como herramienta para obtener un conocimiento mas profundo del comportamiento de las plantas. Este conocimiento conduce a la obtención de respuestas significativas a estimulos nutricionales relacionados con mayor productividad y economias en el consumo de agua, fertilizantes, pesticidas, semillas, etc. Este conocimiento abre para la agricultura moderna unas perspectivas muy amplias. La transformación de los desiertos israelitas en auténticos campos agrícolas, la utilización de aguas saladas para regadio, las investigaciones realizadas por la NASA encaminadas siempre al perfeccionamiento de sistemas de cultivos para ser aplicados en el medio artificial de los satélites espaciales son un ejemplo. En el ambito local, debemos destacar la explosiva irrupción de esta tecnología en el campo de la floricultura a partir del año 1992. Hoy en dia se cultivan una apmlia variedad de especias por medio de estas técnicas. El area sembrada en colombia mediante técnicas hidropónicas se estima en la actualidad en 2000 has. Y crece dia a dia en extensión y variedad de especies y técnicas.

4.2 Aplicación Recreativa: Los Cultivos Hidropónicos son muy atractivos y su práctica permite vivir y disfrutar paso a paso con cada uno de los cambios que presentan las plantas. La utilidad centímetro a centímetro es uno de sus mayores atractivos. Los Claveles, las Rosas, las Gerberas, las Hortensias, las Callas, el Limoniun, las Orquídeas entre las flores y por otro lado las hortalizas como Las lechugas, tomates, pimentones, pepinos y acelgas son especies que se adaptan muy bien a las condiciones del cultivo hidropónico. Las hierbas medicinales y las plantas aromáticas como el apio, el perejil, la albahaca, el orégano, el tomillo el cebollín, etc., son especies que se han cultivad muy bien mediante etas técnicas y muy promisorias en los mercados internacionales tanto para consumo fresco como para la obtención de extractos y escencias. El cuidadoso manejo que usted prodigue a sus lo llevarán seguramente a cosechar productos libres de plagas y enfermedades, a la vez que disfrutarán del exito que obtengan. En Epcot Center en Orlando Fl. USA, existen grandes instalaciones dedicadas al cultivo hidropónico Recreativo, y vale anotar que desde que se innauguró dicho centro, el Pabellón Hidropónico es uno de los mas visitados por centenares de miles de turistas de todo el mundo.

4.3 Utilidad Didáctica: La exploración de las diferentes areas del conocimiento, principalmente las ciencias biológicas, química, microbiología, fisiología y otras utilizando la experiencia e iniciativa de los cultivadores, convierten a los cultivos Hidropónicos en una estrategia metodológica en el campo de la investigación de la producción vegetal. Los cultivos hidropónicos deben trabajar para usted, afirmación que debe llevar a cada uno de los usuarios de esta tecnología a buscar la forma de adaptarlos a sus condiciones específicas. Es muy común en los colegios de enseñanza primaria y secundaria la utilización de algunas sencillas técnicas hidropónicas para ayudar a comprender los fenómenos biológicos.

4.4 Utilidad Social: La interacción entre los diferentes nucleos sociales, como la familia, el grupo y la comunidad, en la producción de los cultivos hidropónicos han hecho que esta tecnología se convierta en un instrumento dinamizador en algunos procesos de participación comunitaria.

DIFERENCIAS Y SIMILITUDES CON EL CULTIVO EN SUELO

Hoy en dia se ha comprobado que existen ciertas diferencias en el funcionamiento de plantas que crecen en un cultivo hidropónico y aquellas que lo hacen en la tierra. El descubrimiento y comprensión de estas diferencias hacen parte de los objetivos de este seminario. La planta, desde que comienza la germinación de la semilla, debe desarrollar sus diversos organos (tallo, hoja, flores y frutos) y efectuar las variadas funciones de nutrición, respiración, transpiración y florecimiento. En una palabra debe vivir, y para ello dede extraer las sustancias nutritivas del medio en que viva. En una u otro sistema los elementos nutrientes disponibles en el suelo son los mismos a los que existen en una soluición nutritiva hidropónica. En la tierra tanto los componentes orgánicos (humus) como inorgánicos deberán ser transformados en sales disponibles, tales como calcio, magnesio, nitrogeno, potasio, fosforo, hierro, azufre, manganeso, cobre, zinc, boro, molibdeno, cobalto, cloro; estas sales deberán disolverse con el agua presente en el suelo para poder ser absorbidas por las raíces de la planta.

La diferencia entre la solución nutritiva del suelo y la hidropónica está en la disponibilidad y cantidad de sales absorbidas por las raíces. Tambien la dinámica del proceso nutritivo de una planta hidropónica frente a una planta en tierra marca ciertas diferencias que es necesario comprender para sacar de ellas el mejor provecho posible.

Proceso de Absorción de los Nutrientes en el suelo. Las raicillas encargadas de absorber la solución nutritiva deben penetrar en el suelo, una vez en el deben expandirse, para actuar sobre las particulas de tierra, romperlas, diluir y transformar las sutancias nutritivas encontradas dentro del terreno, absorber la solución obtenida, para incorporarla al tejido vegetal. En el proceso de asimilación, las raicillas absorbentes, deben competir con todos los seres orgánicos e inorgánicos presentes en su camino hacia las particulas de suelo. Proceso de Absorción de la solución Nutritiva en Los cultivos Hidropónicos. Las raíces de las plantas son humedecidas con una solución nutritiva que contiene las mismas sales disponibles para las plantas cultivadas en tierra. La diferencia entre una y otra forma de cultivar está en el tiempo, calidad y trabajo de absorción de la solución nutritiva por las raíces. Los elementos presentes en la solución nutritiva son iguales en uno u otro sistema de cultivo pero el tipo de medio escogido para la ubicación de las raíces determina una clasificación de la Hidroponía.

CLASIFICACION DE LA HIDROPONIA

1.Raíz en medio o sustrato Sólido
2.Raiz en Líquido
3. Raíz en Gaseoso

Raíz en Sustrato Sólido

En esta modalidad de cultivo las raíces se ubican en un medio sólido o sustrato como arenas, gravilla, escoria de carbón, ladrillo molido, piedra pómez, cascarilla de arroz, aserrín, viruta de madera, arcilla expandida, vermiculita, lana de roca, etc. Este sistema de cultivo es el mas empleado en latinoamerica, es así como en algunos lugares volcánicos del ecuador se emplea la piedra pómez, en regiones industriales la escoria de carbón, en zonas agrícolas la cascarilla de arroz, las diferentes clases de arenas son empleadas en zonas urbanas, los retales de ladrillos libres de materiales de construcción son empleadas en zonas marginadas de las ciudades.

Raíz en Medio Líquido

La raíz desnuda, aparece sumergida en un medio líquido que contiene los nutrientes necesarios por la planta; dentro de esta modalidad se cuenta con varios sistemas entre ellos: N.F.T. Técnica de cultivo en flujo laminar donde las raíces extendidas sobre canales reciben láminas delgadas de agua con nutrientes varias veces al día. Hypónico En el cual a cada planta se le provee una bandeja gigante, para un amplio desarrollo de raíces. La solución nutritiva suministrada esta en continuo movimiento y la cantidad de elementos nutrientes estrictamente controlados uno a uno. Macetas, Materas o Potes Las raíces enterradas en un sustrato o medio nutritivo contenido en un pote o recipiente alcanzan su desarrollo hasta el espacio permitido por el recipiente, la aireación es constante. Estanques Las plantas flotan soportadas en un material liviano sobre recipientes de poca profundidad.

Raíz en medio gaseoso o Aeropónico

Las raíces de las plantas se encuentran suspendidas y son alimentadas por la solución nutritiva en forma de neblina. Sea cual fuere la modalidad a emplear esta debe ser analizada teniendo en cuenta: Disponibilidad de medios o sustratos, cantidades de agua, costos de montaje, especies a cultivar, disponibilidad de mano de obra, objetivo propuesto etc.

En América latina, las modalidades más utilizadas ha sido la de la Hidroponía en sustratos, especialmente cascarilla de arroz, tanto cruda como quemada. Por su lado las hortalizas han sido cultivadas en medios líquidos, este ultimo empleando el sistema NFT. Los estanques y los potes se han utilizado a nivel experimental, el sistema aeropónico ha sido utilizado a nivel didactico y recreativo.

Sistema Abierto Vs. Sistema Cerrado.

Según el manejo que se le de a la solución nutritiva, un sistema hidropónico puede ser abierto o cerrado.

Sistema Abierto es aquel en el cual la solución nutritiva que se le aplica a las plantas es justamente la necesaria y el drenaje no es reutilizado. La cantidad que drena se hace mínima aplicandole a la planta solamente lo necesario para el consumo diario evitando asi el desperdicio de nutrientes.

Sistema cerrado es aquel en el cual la solución nutritiva circula a través del cultivo y va a parar a un tanque desde el cual puede ser reutilizada. En este caso debemos utilizar una composición cuidadosamente formulada con el fin de evitar desbalances nutricionales. Esta solución puede ser utilizada indefinidamente siempre y cuando se reponga el agua y los nutrientes que vaya consumiendo la planta y se tengan las debidas consideraciones microbiológicas.

Así pues a partir de este momento exploraremos todos y cada uno de los temas de esta apasionante técnica medianta charlas de expertos conferencisatas que ayudarán a cada uno de nosotros a comprender y a sacar el mejor partido posible de este curso.

Muchas Gracias.

FIN