Agricultura hidropónica.

Agricultura hidropónica.[i]

Contenido:

¿Qué es la hidroponía?. 2

Descripción de la hidroponia como método de cultivo: 2

Producción de jitomate hidropónico bajo invernadero en un sistema de dosel en forma de escalera. 3

Resultados y discusión. 4

Conclusiones: 6

Bibliografía: 7

 

Figura:

Figura 1.- Animación. 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¿Qué es la hidroponía?

Hidroponia es la forma de cultivar plantas sin tierra. Para ello, se utiliza una combinación precisa de diferentes sales minerales que contienen todos los nutrientes que requieren las plantas para su desarrollo y que habitualmente les entrega la tierra, diluidas en agua potable (solución nutritiva), la cual se aplica directamente a las raíces de diferente forma, según el método de cultivo hidropónico que se adopte.

La hidroponia es una forma de cultivo que se puede aplicar a cualquier tipo de plantas, ya sean para consumo o decorativas y puede practicarse tanto en espacios abiertos como cerrados.

Existen muy diversos métodos de cultivos hidropónicos, pero todos se ajustan a un principio esencial, que consiste en el cultivo de plantas sin tierra y sin materia orgánica. (Filippetti, s.f.)f

Descripción de la hidroponia como método de cultivo:

Si bien la hidroponia es, en la práctica, sinónimo de "cultivo sin tierra", esto no significa que las plantas necesariamente crecen en el agua o colgando o en el aire con baños de agua como es el caso de la aeroponia. Hay diversas formas de hacer hidroponia, algunas de las cuales hacen uso de sustratos sólidos que NO SON TIERRA, tales como la concha de coco, cascarilla de arroz, arena lavada de río, perlita, lana de roca, etc. En estos sustratos las plantas pueden tener un sostén adecuado para crecer, y además ofrecen la posibilidad de mantener la humedad y favorecer la oxigenación de las raíces de las plantas.

La tierra es un sustrato para el cultivo clásico. Ofrece sostén, mantiene humedad y  tiene los nutrientes propios del suelo en el que se haga el cultivo. En el suelo, sin embargo, el flujo de oxígeno no es bueno y se pueden transmitir enfermedades bacterianas y virales además que se presentan factores como la contaminación del suelo y de las aguas subterráneas.

Esos problemas no se presentan con la hidroponia, porque el sustrato que se usa en la hidroponia SOLO ofrece el sostén y la capacidad de mantener la humedad y oxigenación de las raíces de las plantas. NO APORTA nutrientes y es fácilmente controlable que esté libre de contaminación y de plagas y enfermedades. Los nutrientes ESTÁN EN EL AGUA  que se usa como solución nutritiva de la hidroponia. Y es allí donde está el verdadero arte de la técnica, en tener las soluciones nutrientes adecuadas para cada cultivo en sus diferentes etapas; desde el almácigo (semilleros), pasando por la germinación, brote, crecimiento, floración, polinización, producción de la fruta y cosecha.

Las ventajas de la hidroponia son muchas e incluyen:

ü  No depende de las estaciones de forma estricta debido a que se puede hacer en invernaderos.

ü  No depende de la calidad de los suelos del área geográfica en cuestión.

ü  Se puede controlar la calidad de los nutrientes de forma más objetiva.

ü  Permite la producción de semilla certificada.

ü  Permite el control de plagas, parásitos, bacterias, hongos y virus.

ü  Permite el mejor uso del agua, porque se recicla.

ü  Permite la disminución del uso de agentes tóxicos.

ü  Puede protegerse de los efectos del clima.

ü  Puede calcularse el retorno económico con un margen de error menor que en cultivo tradicional.

ü  Las frutas y vegetales tienden a crecer de forma regular (todos con el mismo promedio de tamaño) sin que haya parches de tierra de mejor o peor calidad porque no dependen de la tierra sino de las soluciones y del sustrato.

ü  Permite la implementación de cultivos en zonas urbanas y sub-urbanas (incluso en patios, terrazas, etc.) en forma de huertos familiares.

ü  No requieren grandes extensiones de tierra.

(www.elmejorguia.com, 2012)f

Producción de jitomate hidropónico bajo invernadero en un sistema de dosel en forma de escalera.

La presente investigación se llevó a cabo en un invernadero de estructura metálica y cubierta de polietileno del Campo Agrícola Experimental de la Universidad Autónoma Chapingo, Estado de México, ubicado a 19° 29' latitud norte y 98° 53' longitud oeste, a una altitud de 2,251 m. El material vegetal utilizado fue el híbrido "Gironda'' de jitomate, de la casa comercial Henza Zaden, el cual es de hábito de crecimiento indeterminado, con frutos de tipo bola. Este híbrido fue seleccionado para el presente estudio por su aceptación en el mercado de productos hidropónicos debido a su calidad en forma, color y sabor.

La siembra de la semilla y desarrollo de las plántulas se realizó en placas germinadoras de poliestireno de 200 cavidades, utilizando como sustrato una mezcla de peat–moss y perlita en proporción 1:1 (v:v). Durante los 10 primeros días posteriores a la emergencia, el riego se realizó con agua sola, y después con una solución nutritiva diluida a la mitad de su concentración normal hasta el momento del trasplante. De ahí en adelante, se usó la solución nutritiva completa como lo sugieren Sánchez y Escalante (1989), cuya concentración de nutrimentos minerales en mg·litro–1 es: N = 250, P = 60, K = 250, Ca = 300, S = 200, Mg = 60, Fe = 3, Mn = 0.5, B = 0.5, Cu = 0.1 y Zn = 0.1. Como fuentes de estos elementos se emplearon los siguientes fertilizantes comerciales: nitrato de calcio, sulfato de potasio, fosfato monoamónico, sulfato de magnesio, sulfato ferroso, sulfato de manganeso, tetraborato de sodio (borax), sulfato de cobre y sulfato de zinc.

El trasplante se hizo 30 días después de la siembra en contenedores rectangulares de lámina galvanizada calibre 22 de 2.44 m de largo, 0.20 m de ancho y 0.20 m de altura, que contenían como sustrato arena de tezontle con partículas de 1 a 3 mm de diámetro. Estos contenedores se colocaron en juegos de cinco hileras a distinta altura formando una doble escalera con dirección norte–sur, con una distancia horizontal entre centro y centro de contenedores contiguos de 20 cm. En cada contenedor se estableció una sola hilera de plantas, a una distancia de 20.0, 16.6 y 14.3 cm entre plantas según el tratamiento de densidad correspondiente. Los contenedores fueron colocados a diferentes alturas (40 y 50 cm), para lo cual se calzaron con tabicones de arena–cemento.

Previo al llenado con sustrato, el interior de cada contenedor se protegió con pintura vinílica para evitar reacciones con la solución nutritiva, y se hicieron perforaciones para el drenaje de la solución nutritiva.

A los 15 días después del trasplante, las plantas fueron tutoradas individualmente con cordones de rafia. Los brotes laterales fueron podados cuando tenían una longitud de 10 cm o menos, de tal forma que las plantas se condujeron a un solo tallo; además, se hizo un despunte que consistió en eliminar la yema terminal dos hojas arriba de la tercera inflorescencia. Para promover una mayor ventilación en la base del tallo y disminuir la incidencia de enfermedades, también se podaron las hojas inferiores conforme los frutos maduraban.

Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con arreglo en parcelas divididas con 6 tratamientos y 5 repeticiones; la unidad experimental estuvo conformada por 20 plantas. Como tratamientos en parcela grande se consideraron dos diferencias de altura entre hileras contiguas de plantas (40 y 50 cm) y para las parcelas chicas tres tratamientos de densidad de población (25, 30 y 35 plantas·m–2), que correspondieron a 20, 16.6 y 14 cm de distancia entre planta y planta, con distancia entre hileras de 20 cm. Cada juego de cinco hileras de plantas estaba separado por pasillos de 50 cm de ancho.

Las variables evaluadas fueron rendimiento por planta (g) y por unidad de superficie (kg·m–2 útil), peso medio de fruto (g), número de frutos·planta–1·y por unidad de superficie–1, altura de la planta, diámetro de tallo y área foliar a los 90 días después del trasplante. Para medir esta última variable se utilizó un integrador de área foliar modelo LI–300.

 

 

Adicionalmente, para estas mismas variables, considerando el promedio de diferencias de altura del contenedor y de densidades, se realizaron pruebas de comparación de medias de Tukey (P≤0.05) entre las diferentes posiciones de hileras de plantas (inferior–este, media–este, superior, media–oeste e inferior–oeste); esto último con la finalidad de estudiar la contribución individual de cada hilera según su posición, dado que los contenedores estuvieron ubicados en dirección norte–sur, y en cada posición las plantas recibían una cantidad diferente de radiación solar según la hora del día.

Resultados y discusión.

La comparación de medias para los factores diferencia de altura de contenedor y densidad de población (Cuadro 1), muestra que en ninguna de las variables relacionadas con el rendimiento hubo diferencias estadísticas, excepto en el número de frutos por unidad de superficie entre densidades. El mayor número de frutos (342 frutos·m–2) se tuvo con la densidad más alta (35 plantas·m–2), que superó estadísticamente (P≤0.05) los 274 frutos·m–2 obtenidos con la densidad más baja (25 plantas·m–2), lo que representa una diferencia del 20%. Aunque se dio una fuerte tendencia a que el rendimiento en la densidad más alta también fuera mayor, no ocurrió así debido a que el peso medio de fruto tendió a disminuir con el mayor número de frutos en dicha densidad. Resultados similares encontraron Cancino et al. (1990) al evaluar dos densidades de plantas (9 y 16 plantas·m–2) despuntadas a uno, dos y tres racimos, en las variedades de jitomate Tropic y Ace 55 vf.

El efecto del incremento del rendimiento por unidad de superficie a densidades altas también ha sido reportado por Papadopoulus y Ormrod (1990), Sánchez y Corona (1994) y Jorge y Sánchez (2003), quienes además señalan que en estas condiciones se disminuye el tamaño y peso del fruto.

El hecho de que el rendimiento por unidad de superficie en la densidad más alta no se haya incrementado en forma significativa, indica que es posible que el grado de competencia (principalmente por luz) entre plantas influye negativamente en el rendimiento por planta y en el tamaño de los frutos, probablemente porque el genotipo utilizado (Gironda) produce una alta cantidad de follaje. Al respecto Papadopoulus y Pararajasingham (1997) encontraron que cuando las plantas de jitomate se manejan en alta densidad, se llega un nivel en donde se disminuye la producción de asimilados por planta, lo que reduce el número de frutos por racimo o bien el peso medio del fruto.

La comparación de medias para los caracteres morfológicos, mostró diferencias significativas sólo en altura de planta para el factor de diferencia de altura entre contenedores (Cuadro 2). Las plantas establecidas en contenedores contiguos separados a 40 cm de altura, crecieron 7 cm más que las establecidas en contenedores a 50 cm. Esto puede deberse a que a 40 cm de desnivel, las plantas se sombrearon más y por lo tanto los tallos tendieron a etiolarse. Al respecto Charles–Edwars et al. (1986) y Gardner et al. (1990) señalaron que una menor incidencia de radiación fotosintéticamente activa (por sombreamiento o por alta densidad) sobre las plantas, puede ocasionar etiolación, la cual se manifiesta principalmente por un adelgazamiento y alargamiento del tallo.

A pesar de que los análisis de varianza y de comparaciones de medias muestran que en casi ninguna de las variables evaluadas hubo diferencias significativas, en general se aprecia que las plantas establecidas en contenedores separados por 50 cm de altura y con la densidad más baja, en valores absolutos, hay una tendencia hacia un mayor peso y tamaño de fruto por planta; aunque el mayor rendimiento por unidad de superficie se tiene en la densidad alta. Resultados similares también fueron encontrados por Méndez et al. (2005) al trabajar con jitomate a diferentes densidades, en un sistema de dosel escaleriforme similar al manejado en el presente estudio.

En caracteres morfológicos solamente se observó una tendencia a una menor altura de planta y mayor área foliar con la densidad de 25 plantas·m–2, que pudiera indicar una menor presión de sombreado mutuo entre plantas.

 

Los resultados orientan a buscar variedades de menor crecimiento vegetativo a la evaluada, posiblemente de hábito determinado, o a usar menor densidad de población, para incrementar el tamaño de fruto aun a costa de disminuir un poco el rendimiento, que es alto y precoz si se compara en términos de superficie y tiempo con los obtenidos en los sistemas convencionales (Van de Vooren et al., 1986; Winsor y Schwarz, 1990).

En la prueba de comparación de medias de la ubicación de hileras de plantas, se detectaron diferencias estadísticas (P≤0.05) en el rendimiento·planta–1·m–2 útil (Cuadro 3). Las plantas de la hilera superior mostraron mayor rendimiento por planta que en las de hileras inferiores y media, tanto del lado este como oeste (P≤0.05). Esto debido a que las plantas establecidas en el nivel superior recibieron mayor radiación directa y difusa que las ubicadas en los niveles medio e inferior. Estos resultados coinciden con Hernández et al. (2005) quienes encontraron que al cultivar jitomate en un sistema de producción escaleriforme, las plantas de la hilera superior rindieron casi el doble que las ubicadas en hileras inferiores.

También se observó que las plantas de las hileras inferiores y sobre todo las del lado oeste, rindieron menos que las ubicadas en la parte media, lo cual también puede explicarse si se considera que en las primeras, el efecto de sombreado fue mayor. Los valores de rendimiento por planta en las diferentes posiciones, oscilaron de 0.665 a 1.34 kg, es decir, una diferencia de alrededor del 50%.

El peso medio de fruto en las plantas de las hilera superior (105 g), fue significativamente mayor (P≤0.05) al de la parte media e inferior del lado oeste (89 y 91 g, respectivamente), y en número de frutos, las plantas de la hilera superior, también superaron a las ubicadas en la posición media e inferior del lado oeste, incluso al número de frutos producidos por planta ubicadas en la hilera inferior–este. Las plantas ubicadas en la posición inferior de ambos lados este y oeste, fueron las de menor número de frutos, con una diferencia del 43% respecto a las ubicadas en el nivel superior. Esto indica que la radiación interceptada por la ubicación de las plantas afectó en forma similar el peso de frutos y el rendimiento, pero el número de frutos fue el más afectado. Resultados similares fueron obtenidos por Sánchez et al. (1999) y Ucan et al. (2005), también en jitomate.

Los resultados se explican si se considera que las plantas de las hileras superiores, tuvieron un ambiente más favorable al disponer de una mayor irradiancia diaria tanto de luz directa como difusa, mayor ventilación o flujo de aire que propicia una adecuada transpiración, nutrición con CO2. Las plantas en los niveles intermedios, y sobre todo en los inferiores, crecieron en ambientes con más limitaciones, en particular una menor irradiancia provocada por el sombreado de los costados de los contenedores y de las plantas de las hileras superiores. En este caso, la radiación directa sólo duraba la mitad del día (en las mañanas para las hileras de plantas ubicadas al lado este y en la tarde para las ubicadas en el oeste) y la radiación difusa quedó restringida a la mitad del horizonte, el flujo de aire debió ser menor, lo mismo que la tasa transpiratoria, la humedad relativa más alta y seguramente el patrón de distribución de temperatura también fue diferente, lo que finalmente influyó en el rendimiento.

Arkebauer et al. (1994) indicaron que las plantas desarrolladas en invernadero o en otros espacios con proporciones elevadas de radiación difusa, son las que tienen mayor eficiencia en el uso de la radiación que las manejadas con radiación predominantemente directa.

Con relación a los caracteres morfológicos estudiados por hilera de plantas (Cuadro 4) se encontró que las plantas de la hilera superior, fueron las de menor altura (120 cm) y las de mayor diámetro de tallo (1.44 cm), estadísticamente diferente a los valores obtenidos en las otras posiciones (P≤0.05); las plantas de la posición inferior fueron las de mayor altura y menor diámetro. Solamente las plantas de la hilera media–este tuvieron estadísticamente (P≤0.05) mayor área foliar que las de la hilera inferior–oeste.

Cockshull y Ho (1995) indicaron que el crecimiento del cultivo a densidades altas no sólo produce más frutos, sino también más asimilados por unidad de superficie, como resultado de tener un IAF más alto que intercepta más porcentaje de la radiación solar incidente. Sin embargo, es necesario considerar que existe un límite en el cual, el tener densidades muy altas puede limitar el tamaño del fruto como ocurrió en el presente estudio.

Los datos también hacen ver que la altura del sistema de escalera, la densidad de población y la ubicación de las hileras tuvieron un importante efecto de sombreado en las plantas, pero en este caso, hay que considerar también el excesivo vigor y el hábito de crecimiento indeterminado del híbrido utilizado, por lo que sería conveniente que para el desarrollo de un sistema de doseles de escaleras como el propuesto en este estudio, se evalúen otras variedades, de preferencia de tipo determinado con menor vigor (Méndez et al., 2005) para lograr una mejor distribución de la radiación incidente y con ello incrementar el rendimiento.

Conclusiones:

1. La producción de jitomate en hidroponía bajo invernadero con plantas establecidas en un dosel en forma de doble escalera, despuntadas a tres racimos y manejadas en alta densidad, es un sistema que permite obtener alto rendimiento por unidad de superficie y tiempo al aprovechar eficientemente la radiación solar incidente.

2. Al formar doseles en forma de escalera con contenedores contiguos a 40 o 50 cm de desnivel, no hubo diferencias en rendimiento, ni en ninguno de sus componentes, ya sea por planta o por unidad de superficie.

3. En el sistema de producción de dosel en forma de escalera evaluado, con la densidad de 35 plantas·m–2 útil, se obtuvo mayor número de frutos por unidad de superficie y una fuerte tendencia a mayor rendimiento respecto a la menor densidad (25 plantas·m–2 útil).

4. Bajo el sistema de producción estudiado, las plantas ubicadas en la hilera superior tuvieron mayor rendimiento, menor altura de planta y mayor diámetro de tallo que las de las hileras de la posición media e inferior. (Sánchez, 2009)f

Figura 1.- Animación

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Bibliografía:

Filippetti, V. (s.f.). Qué es la hidroponia. Recuperado el 25 de septiembre de 2012, de http://hidroponia.gcaconsultora.com.ar/info_hidrop.html

Sánchez, F. (13 de enero de 2009). Revista Chapingo.Serie horticultura. Recuperado el 25 de septiembre de 2012, de http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=s1027-152x2009000100010&script=sci_arttext

www.elmejorguia.com. (21 de septiembre de 2012). Que es la hidroponia? Recuperado el 25 de septiembre de 2012, de http://www.elmejorguia.com/hidroponia/Que_es_hidroponia.htm

 



[i] Ernesto Valencia López. 3er periodo. Agronomía. Computación básica. Evalencialpez@yahoo.com