Cultivos Hidropónicos

1. Cultivos Hidropónicos

2. Definiciones • Se inició para hacer estudios de nutrición vegetal. • Su etimología significa hydros = agua y ponos = trabajo o labor. • Son cultivos de plantas sin suelos, en inglés “soil less culture”. • Se puede utilizar como sustrato elementos inerte o simplemente soporte físico.

3. Principio básico • Mantención de las raíces de las plantas en agua con nutrientes. • En sustrato inerte • En agua sola, que sería el verdadero cultivo hidropónico

4. Ventajas • Provee a las raíces en todo momento de un nivel de humedad constante, independiente del clima o de la etapa de crecimiento del cultivo. • Reduce el riesgo por excesos de irrigación. • Evita el gasto inútil de agua y fertilizantes. • Asegura la irrigación en toda el área radicular. • Reduce considerablemente los problemas de enfermedades producidas por patógenos del suelo. • Aumenta los rendimientos y mejora la calidad de producción.

5. Desventajas • Costo elevado de la infraestructura e instalaciones que configuran el sistema. • Costo agregado que representa el mantenimiento de las instalaciones. • Costo de la energía consumida por las instalaciones. • La producción de residuos sólidos, a veces, difíciles de reciclar. • Acumulación de drenajes cuando se riega con aguas de mala calidad. • La contaminación de acuíferos cuando se practican vertidos improcedentes. • Costo de las instalaciones y de la energía necesaria para reutilizar parte de los drenajes producidos.

6. Materiales Inertes • Ser de naturaleza inerte. Esto permite un buen control de la nutrición, que es casi imposible lograr en suelo debido a la gran cantidad de reacciones que en éste tienen lugar. • Tener una relación aire/agua equilibrada, para evitar los problemas de falta de aireación por riegos excesivos con la consecuente falta de oxigenación de las raíces. • Ser de fácil lavado de sales. Esto da opción a paliar en parte las pérdidas de producción que se suceden en cultivos en suelo (especialmente los arcillosos o suelos con napa freática alta) por acumulación de dichas sales.

7. Principales materiales usados como sustrato • Turba • Perlita • Lana de Roca • Grava • Arena • Vermiculita

8. Perlita • El término PERLITA no corresponde a una denominación comercial. • Es un mineral no metálico, definido como un vidrio volcánico de ocurrencia natural. • La PERLITA puede ser diferenciada de otro vidrio natural por su composición silícica y su contenido típico de 2-5% de agua combinada, que le confiere la propiedad de expandir al someterla a un tratamiento térmico. • Para la obtención de PERLITA EXPANDIDA, se debe triturar el material de modo de conseguir una granulometría adecuada, perfectamente estudiada y posteriormente someterla a altas temperaturas en hornos especiales para lograr su expansión. • Finalmente se obtiene la PERLITA EXPANDIDA, cuya densidad aparente oscila entre 40 a 150 kg/m3.

9. Yacimientos de PerlitaDikili, TurquíaNo Agua, Nuevo México, EEUUSuperior, Arizona, EEUULaguna del Maule, Talca, Chile

10. Turba • Las turbas son materiales de origen vegetal que a partir de su descomposición modifican sus propiedades físicas y químicas, las cuales son variables en función de su origen. • Se pueden clasificar en dos grupos: turbas rubias y negras. • Las turbas rubias tienen un mayor contenido en materia orgánica y están menos descompuestas. • Las turbas negras están más mineralizadas teniendo un menor contenido en materia orgánica.

11. Es más frecuente el uso de turbas rubias en cultivo sin suelo. • Las negras tienen una aireación deficiente y unos contenidos elevados en sales solubles. • Las turbas rubias tiene un buen nivel de retención de agua y de aireación, pero muy variable en cuanto a su composición ya que depende de su origen. • La inestabilidad de su estructura y su alta capacidad de intercambio catiónico interfiere en la nutrición vegetal. • Presentan un pH que oscila entre 3,5 y 8,5. • Composición: Carbono 59%, Hidrógeno 6%, Oxígeno 33%, Nitrógeno 2%. • Llamada también Sphagnum, por su origen de este musgo.

12. Países con yacimientos de turba Irlanda, Escocia, Inglaterra, Rusia (Siberia), Chile (Chiloe y Magallanes), Burundi, Ruanda, Uganda, Zimbabwe, Lesotho y Zaire.

13. Lana de Roca • Llamada “Rock Wool”. • La lana de roca volcánica es una lana mineral a base de roca basáltica. • Es un proceso continuo, donde la piedra se funde a temperaturas superiores a los 1600 ºC. • La roca líquida se convierte en fibras mediante un proceso de centrifugado

14. El producto así obtenido es totalmente estéril, prácticamente inerte y se presenta totalmente libre de patógenos. • La densidad es pequeña, 70 kg/m3, debido a su escaso peso y un gran volumen de poros presenta una gran capacidad de retención de agua. • Es considerado como un sustrato inerte, con una C.I.C. casi nula y un pH ligeramente alcalino, fácil de controlar. • Tiene una estructura homogénea, un buen equilibrio entre agua y aire, pero presenta una degradación de su estructura, lo que condiciona que su empleo no sobrepase los 3 años. • Es un material con una gran porosidad y que retiene mucha agua, pero muy débilmente, lo que condiciona una disposición muy horizontal de las tablas para que el agua se distribuya uniformemente por todo el sustrato.

15. Propiedades • Producto inerte permite un perfecto control nutricional. • Relación aire/agua equilibrada. • Fácil lavado de sales.  • Reducción en los problemas de enfermedades producidas por hongos del suelo. • Ausencia total de malezas. • Permite obtener mayores rendimientos y mejor calidad de la producción.

16. Grava • Material rocoso variado, grueso y sin compactar, de procedencia fluvial. • Sedimento constituido en su mayor parte por fragmentos de roca de un diámetro superior a un milímetro, generalmente redondeado. • Piedra machacada o canto rodado que se emplea para la confección de hormigones

17. Cultivo en grava con subirrigación

18. Vermiculita • La vermiculita es un mineral formado por silicatos de hierro o magnesio, del grupo de las micas. • Se obtiene por la exfoliación de un tipo de micas sometido a temperaturas superiores a los 800 ºC. • Su densidad aparente es de 90 a 140 kg/m3, presentándose en escamas de 5-10 mm.

19. Puede retener 350 litros de agua por metro cúbico y posee buena capacidad de aireación, aunque con el tiempo tiende a compactarse. • Posee una elevada C.I.C. (80-120 meq/l). • Puede contener hasta un 8% de potasio asimilable y hasta un 12% de magnesio asimilable. • Su pH es próximo a la neutralidad (7-7,2).

20. Nutrición Vegetal • La adición de los elementos nutritivos es un procedimiento de control y balance. • Los elementos considerados esenciales para el crecimiento de la mayoría de las plantas son : Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Fósforo, Potasio, Calcio, Azufre, Magnesio (macronutrientes) y Hierro, Manganeso, Boro, Zinc, Cobre, Molibdeno, Cobalto y Cloro (micronutrientes).

21. Cada elemento es vital en la nutrición de la planta. • La falta de uno solo limitará su desarrollo, porque la acción de cada uno es específica y ningún elemento puede ser reemplazado por otro. • Todos estos elementos le sirven para la construcción de la masa de tejido vegetal.

22. Para la preparación de la solución nutritiva se suele concentrar 100 veces. • Se separan los fertilizantes incompatibles entre sí, y adicionándolos al 1% al agua de riego en una cuba de mezcla donde se ajusta el pH (normalmente aportando ácido nítrico) y la C.E. • Es aconsejable utilizar disoluciones nutritivas de menor concentración (manteniendo el equilibrio) en verano y más concentrada en invierno. • Siendo similares los requerimientos nutritivos de las plantas en una u otra época, durante los meses estivales la demanda hídrica es mucho mayor.

23. La nutrición mineral de un cultivo hidropónico debe controlarse según la demanda de la planta mediante los oportunos análisis químicos. • En la solución drenaje o la extraída del mismo sustrato. • Dependiendo del análisis del agua de riego, la especie cultivada y las condiciones climáticas se elabora la solución nutritiva de partida. • A partir de entonces será el propio cultivo el que dicte las siguientes soluciones nutritivas a preparar.

24. Los valores se adecuan según las características del cultivo. • Se va ajustando periódicamente la solución nutritiva. • Lo más aconsejable es analizar al menos la solución de drenaje cada 15 días. • En función de lo que la planta vaya tomando, de las condiciones climáticas y el estado fenológico del cultivo se vuelve a ajustar los nutrientes a aportar.

25. Calidad de Agua de Riego • La calidad del agua de riego es uno de los factores que más nos puede condicionar un cultivo hidropónico. • El sistema de riego más extendido, riego por goteo. • Permite la utilización de aguas de mala calidad que serían inutilizables bajo otros sistemas de riego como aspersión o inundación. • La frecuente presencia de elementos tóxicos para las plantas como sodio, cloruros o boro en cantidades demasiado altas condicionan el tipo de cultivo y el manejo del mismo en cuanto a nutrición, riego y volumen de drenaje.

26. Cada cultivo tiene una tolerancia específica a los elementos tóxicos. • Hay una cantidad total de sales (cuantificada por la medida de la conductividad eléctrica), que puede mantener en su entorno radicular sin merma importante de rendimientos. • Estos niveles no deben sobrepasarse y esto se consigue mediante el adecuado control del volumen drenado.

27. Soluciones Básicas Nitrato de calcio = (NO3)2 Ca ............... 120,00 g. Nitrato de potasio =(NO3) K ................. 50,00 g. Fosfato mono cálcico = (PO4)2 H4 Ca .. 50,00 g. Sulfato de magnesio = SO4 Mg .............. 50,00 g. ------------ 270,00 g. Estos 270g de sales se disuelven en 100 litros de agua lo que da una concentración de 2,70 %. Cada una de las sales debe ser disuelta por separado en 1 litro de agua obteniéndose así la SOLUCIÓN MADRE CONCENTRADA. Por cada 10 litros de SOLUCIÓN NUTRITIVA que se quiera obtener, se agregaran 100 centímetros cúbicos de c/u de las soluciones madre, que se han preparado, en 10 litros de agua.