6.-
PERSPECTIVAS DE LOS CULTIVOS SIN SUELO.
Actualmente la superficie de cultivos
sin suelo está estancada en el sureste español, pero la exigencia del mercado
por productos de mayor calidad organoléptica,
favorece a los cultivos sin suelo ya que, al reducir éstos la incidencia
de enfermedades radiculares, será posible, por ejemplo, la vuelta al cultivo de
sandía sin injertar.
Otros factores que igualmente
favorecerán en el futuro el desarrollo de los cultivos sin suelo frente a los
de suelo, son los siguientes:
•
La disminución de los riesgos de
contaminación, infección o degradación
del suelo.
•
La necesidad de ahorrar agua, que llevará a la recirculación de las soluciones
nutritivas para eliminar o, al menos, reducir los drenajes emitidos al medio.
Hicimos un artículo y un vídeo tratando este tema.
7.-
SISTEMAS DE CULTIVO SIN SUELO. PRINCIPIOS BÁSICOS.
La absorción de agua
y nutrientes desde la rizosfera
al interior de la raíz y su posterior
translocación hacia la parte aérea de la
planta, es fundamental para la producción de fotoasimilados en ésta
última.
Una parte de los mismos son
destinados a la generación de elementos
plásticos (necesarios para el crecimiento vegetal), mientras que otros sirven
como elementos energéticos, los cuales pueden permanecer en reserva o bien ser
oxidados, mediante el proceso de respiración para proporcionar la energía que necesitan las células en sus funciones
vitales.
Así por ejemplo, el propio proceso de
absorción radicular requiere, en los casos de transporte activo, el gasto de energía en forma de ATP.
Si los elementos que necesita la
planta (agua, nutrientes, oxígeno, etc)
se encuentran en óptimas condiciones y
bien equilibrados, dicho gasto energético será menor y, por tanto, un mayor
porcentaje de carbohidratos se destinarán
a fines
productivos.
Esto es lo que ocurre en los sistemas
de cultivo sin suelo cuando se manejan
correctamente, ya que en ellos es
más fácil controlar las condiciones de la rizosfera a las que está sometido el
cultivo.
En este sentido, los riegos deberán
ser suficientemente cortos para evitar que la solución de
aporte altere en exceso la
existente en la rizosfera. Así mismo se
deberán evitar cambios bruscos de iones de
la solución nutritiva.
8.-CARACTERÍSTICAS DIFERENCIALES CON LOS CULTIVOS EN SUELO.
Las características diferenciales entre los cultivos con y sin
suelo se centran básicamente a nivel
radicular. Así, debido a las mayores necesidades energéticas de los primeros,
éstos requieren una mayor tasa de respiración de la raíz, lo que implica que
las necesidades de oxígeno a nivel radicular deban ser igualmente mayores.
Sin embargo, la temperatura máxima aérea a partir de la cual, la planta
cierra sus estomas debido a la existencia de un déficit de presión de vapor
excesivamente alto, es mayor en los
cultivos sin suelo ya que, al estar más disponible el agua en el sustrato, y
reponerse más fácilmente la que se evapora, el punto de deshidratación se desplaza hacia una mayor temperatura.
Por otro lado, el suelo tiene más
inercia térmica, mientras que los sustratos presentan mayores oscilaciones de
temperatura a lo largo
del día. Esto
hace que, aunque se registren
temperaturas nocturnas inferiores, el sustrato se caliente más rápidamente por
la mañana, entrando la planta antes en actividad, con lo cual se
consigue una mayor precocidad en los cultivos sin suelo.
La inercia de los sustratos está más
condicionada por el volumen y la forma del contenedor que por la naturaleza del mismo ya que, al estar completamente humedecido, su coeficiente de transmisión calorífica
varía muy poco de uno a otro, y es muy próximo al del agua.
El sustrato resulta más homogéneo, suelto y ligero que el
suelo, de forma que la fracción sólida que presenta es muy baja y el porcentaje de fluidos retenidos (agua y aire) muy
elevado. Por ello, aunque en cultivos sin suelo el volumen unitario por planta
es muy pequeño, el porcentaje de espacio útil es muy grande.
Además, se utilizan sustratos que
presenten una adecuada
relación aire/agua,
de forma que las raíces del cultivo están bien aireadas pero, a su vez,
disponen de un suministro suficiente
de agua. Finalmente, la fuerza de retención de
agua en los sustratos es muy pequeña, de manera que sufre oscilaciones en su
fuerza de retención mucho menores que en el suelo.
En lo que se refiere al comportamiento químico, en el suelo siempre se presenta
algún tipo de actividad química (reacciones, solubilizaciones, hidrólisis,
etc), mientras que en los sustratos va a depender del tipo del que se trate, de
forma que puede existir (sobre todo si son naturales, como la arenas calizas) o
no (en sustratos artificiales
especialmente fabricados para tal fin).
En cultivos sin suelo se pretende que
el sustrato no interfiera
en la composición de la solución nutritiva
aportada, con el propósito de que
el cultivo esté sometido a las condiciones concretas que se deseen, y para ello
es interesante que su capacidad de intercambio catiónico sea nula o muy baja.
Esto sucede sobre todo en los
sustratos minerales, mientras que en los orgánicos suele ser alta, aunque ello
no supone un gran problema, ya que puede vencerse fácil y rápidamente debido al
poco volumen de sustrato que se utiliza.
Frente a esto, en el suelo es difícil
y lento controlar la solución de la rizosfera, debido a su capacidad de
intercambio catiónico y el poder tamponante.
En los sustratos también se busca que
exista una alta estabilidad física, con el fin de que no se degraden y conserven
intactas sus propiedades de partida, ya que de lo contrario se podría ver
perjudicado el cultivo. Finalmente, en cuanto a la actividad biológica, inicialmente no existe en sustratos inertes, aunque posteriormente se desarrolla a lo largo del cultivo una flora parásita o saprofita en las raíces.
Sin embargo en los sustratos
orgánicos sí se produce una intensa actividad biológica que origina su
degradación y, por consiguiente, el empeoramiento de sus características
(compactación, falta de aire) y la competencia de los microorganismos con el
cultivo al consumir nutrientes.
En el suelo existe una alta actividad
microbiana en un equilibrio de sinergias y antagonismos, que es útil para la
planta y cualquier contaminación, o práctica cultural incorrecta puede
romperlo, siendo entonces difícil de corregir. En los sustratos esto no ocurre y, si se produce, es fácil de
solventar reponiéndolos periódicamente.
En definitiva, los cultivos sin suelo
presentan una menor inercia en casi todo, y ello exige un manejo más
preciso y continuado que en suelo, pero
también permiten alcanzar un equilibrio más favorable para el desarrollo de las
funciones radiculares (relación agua/ aire, temperatura, elementos nutritivos, presión osmótica, etc)
y ello puede repercutir en una mayor producción.
Así mismo, los sustratos tienen
características más homogéneas que
el suelo y, por ello, las plantaciones
obtenidas resultan también
más parejas.
No obstante, todo no son ventajas a
favor de los cultivos sin suelo ya que en éstos, al existir un mayor nivel de humedad,
se dan condiciones más favorables al desarrollo de los patógenos.
Además, debido al poder tampón
del suelo, éste permite un manejo más amplio del pH, sin causar problemas y,
por lo tanto, requiere menos tecnología
y nivel de conocimientos. Así
mismo el riesgo de que la plantación
sufra algún daño debido a cualquier fallo o error de manejo, sobre todo
en el cabezal de riego, es inferior.
9.-COMPONENTES
Y CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CULTIVO
SIN SUELO.
Un sistema de cultivo sin suelo
comprende:
ü El conjunto de módulos unitarios de cultivo (planchas, macetas, sacos,
ü El equipamiento adecuado
(equipo de riego, automatismo, control de temperatura, etc)
ü Y la tecnología necesaria para
su correcto manejo. La conjunción de
estos factores garantizará un resultado
satisfactorio del cultivo.
Cada módulo unitario está compuesto por un medio de cultivo o
sustrato, y por un contenedor o
recipiente que da forma y condiciona, en
gran medida las propiedades del contenido.
Esto no siempre es así
necesariamente y hay casos extremos en
que el sustrato no existe, estando las raíces inmersas directamente en la solución nutritiva, o bien el sustrato es rígido y el contenedor
resulta innecesario.
En cualquier caso el módulo de
cultivo deberá reunir unas características
tales, que permita el desarrollo de la raíz en perfectas
condiciones de funcionamiento. Entre sus
principales exigencias se encuentran:
v Aireación:
la raíz obtiene la
energía que necesita por medio de la respiración, quemando carbohidratos y
necesita por tanto disponer del
Después
de cada riego, en general cortos y numerosos, y una vez establecido el
equilibrio hídrico, deberá quedar en el sustrato suficiente aire para asegurar el
suministro de oxígeno. Las necesidades dependerán de la intensidad respiratoria
(temperatura, fase, etc) pero en
cualquier caso un mínimo de un 20-30%
del espacio útil deberá quedar ocupado por aire.
v Agua:
el agua deberá estar
continuamente disponible para la planta en
unas condiciones de extracción muy favorables. El volumen y configuración de espacios condicionará la reposición y
régimen de riegos.
v Solutos:
entre los elementos
químicos disueltos deberán encontrarse
todos los necesarios para la nutrición
de la planta en cantidades suficientes para prevenir las carencias,
pero no excesivas para evitar niveles altos de presión osmótica a vencer por la
raíz.
v Temperatura:
deberá ser la apropiada
para asegurar una óptima actividad biológica en la raíz. Si es demasiado baja,
ésta se ralentizará y, si es demasiado alta, el exceso de actividad acarreará
un despilfarro de
energía.
 |
| NGS |
Según el medio en que se
encuentran las raíces, podemos clasificar
los sistemas sin suelo en tres grandes grupos:
*
Cultivos
en sustrato,
*
Cultivos
en agua (hidropónicos)
*
y
Cultivos en aire (aeropónicos).
Cada uno
de estos grupos admite gran
número de subdivisiones según el
tipo de sustrato, forma de aporte de solución nutritiva (estática, recirculante, etc) o sistemas
híbridos (recirculantes con sustrato, flujo y reflujo, etc).
Cualquier solución que se adopte
funcionará mejor o peor, en tanto
proporcione a la raíz las mejores condiciones antes mencionadas.
Así, los sistemas con sustrato dependerán muy directamente del manejo del
riego en el equilibrio aire/agua, mientras en los hidropónicos es la aireación el principal problema, contrariamente a lo que sucede en los aeropónicos en que es
la presencia continuada de agua en la
raíz.
10.- UNIDAD
ELEMENTAL DE CULTIVO.
Podemos definirla, un tanto arbitrariamente, como
la unidad básica que comprende un espacio de cultivo común de características
determinadas y que es utilizado como rizosfera por una o más plantas que tienen sus raíces en contacto directo, empleando conjuntamente dicho
espacio (plancha de lana de roca, saco de perlita, maceta de turba, canalón o
balseta de hidropónicos, etc).
Estas unidades elementales pueden
estar interconectadas (sistemas cerrados) o bien aislados físicamente unas de
otras y sin ningún tipo de conexión entre ellas, excepto el espacio aéreo.
Cada unidad elemental tiene dos
componentes principales:
§ El contenedor que aisla, determina y condiciona el
espacio radicular,
§ Y el contenido que proporciona el medio adecuado al
desarrollo de la raíz.
o
Contenedores
Compuestos por materiales de diversa
naturaleza, su finalidad
consiste
en delimitar el espacio radicular, aislándolo del resto con el objeto de preservarlo de la
luz, agentes contaminantes, pérdida de agua por evaporación, aislamiento térmico, etc.
Cuando el sistema de cultivo utiliza
sustratos amorfos, el contenedor con sus características propias influye directamente en el
comportamiento del sustrato, condicionando
sus propiedades físicas al adquirir la forma determinada por el contenedor.
Cuando los sustratos son rígidos (Ej.-lana
de roca) o no existen
(hidropónicos, aeropónicos, etc), esto no sucede pero aun
así condicionan enormemente las características de la rizosfera (pendiente, altura de agua,
aislamiento, etc), por lo que su
importancia es muy grande en el
comportamiento final del sistema.
En un principio los contenedores se construían
de materiales pesados y duraderos (hormigón, hierro,
cerámica, asfalto, etc) para
construir las primitivas bancadas
de cultivo. Actualmente se utilizan materiales mucho más ligeros,
impermeables e inertes, generalmente plásticos (polietileno, polipropileno, etc),
rígidos, semirrígidos o flexibles,
de precio asequible y fácil manejo y reposición.
o
Sustratos
Como se decía anteriormente, el sustrato no siempre es necesario en
los
sistemas de cultivo sin suelo. Actualmente están empezando a utilizarse con
interés comercial creciente varios tipos de hidropónicos puros, lo que augura
un futuro próximo muy prometedor a este tipo de sistemas.
La utilización comercial de la aeroponía no
parece tan inminente. No obstante en la actualidad, son los sistemas con
sustrato de diversos tipos, los que ocupan casi el 100% del mercado de los
sistemas de cultivo sin suelo.
Cualquier sustrato potencial
tiene unas características y propiedades
intrínsecas, que debemos conocer y estudiar para diseñar el
contenedor más apropiado, de forma que el módulo de cultivo
resultante, sometido a un correcto
manejo, proporcione a la raíz el medio favorable que veíamos anteriormente.
Entre las principales encontramos:
PROPIEDADES
FÍSICAS:
Puesto que la finalidad última de los sustratos es actuar como almacén de aire y solución
nutritiva, sus propiedades físicas serán
de la mayor importancia.
Ø Porosidad: es el volumen total del medio no ocupado por las
partículas
El total de poros
se mide en microporos, que son los
encargados de retener el agua, y los macroporos que permiten la correcta
aireación y drenaje del sustrato. La porosidad puede ser: intraparticular
(poros en el interior de las partículas), que podrá estar conectada al exterior
o cerradas, esta última no será efectiva y se le conoce como porosidad ocluida
ó interparticular, poros existentes entre las diferentes partículas.
Como ejemplo
tenemos la perlita, que presenta una porosidad efectiva
inferior a la total,
debido a la existencia de poros cerrados hasta en un 13,6%, con porosidad
efectiva del 81,3% y total de 94,9%.
A un
buen sustrato le vamos a pedir un comportamiento similar al de una esponja, es decir, una
elevada porosidad, gran capacidad de retención de agua fácilmente
disponible, drenaje rápido, buena
aireación, distribución del tamaño de
partículas, baja densidad aparente y estabilidad.
Es muy
importante que el contenedor tenga punto
de apertura, pues la porosidad ocluida, al no estar en contacto con el espacio
abierto, no
El grosor de los poros condiciona la
aireación y retención de agua del sustrato. Poros gruesos suponen una menor
relación superficie/volumen,
por lo que el equilibrio tensión superficial/fuerzas gravitacionales se restablece cuando el poro
queda sólo parcialmente lleno de agua, formando una película de espesor
determinado.
La porosidad ideal se encuentra en
torno al 25-30 por ciento, y es cuando la planta absorbe agua con mayor
facilidad.
Ø Aireación. Es la proporción de volumen
de sustrato de cultivo que
contiene
aire después de que dicho
sustrato ha sido saturado con agua y dejado drenar (tensión de 10 cm de
columna de agua).
El
valor óptimo se sitúa entre el 20-30%,
siendo dicho valor el encargado de suministrar aire y por lo tanto,
oxígeno a las raíces de la planta. Un mismo volumen de sustrato retendrá más
agua cuanto menor sea la altura del contenedor, debiendo adecuar la altura al
tipo de sustrato empleado
Ø Densidad:
la densidad de un sustrato la podemos referir, bien a la del material
sólido que lo compone, y entonces hablamos de densidad
La
densidad real tiene para los sustratos un interés relativo. Su valor varía
según la materia de que se trate, y suele oscila entre 2,5-3g/cm3 para la
mayoría de los de origen mineral.
La densidad aparente es mucho más interesante
pues nos indica indirectamente, la
porosidad del sustrato, su facilidad de transporte y manejo. La densidad aparente es preferible que
sea lo más baja posible, hasta un límite (0,07-0,1 g/cm3) que nos garantice una
cierta consistencia de estructura.
Ø Estructura: puede ser granular, como la de la
mayoría de los
La
primera no tiene forma estable, acoplándose
fácilmente a la forma del contenedor, mientras que la segunda dependerá
de las características de las fibras.
Ø Granulometría:
el tamaño de gránulos o fibras condiciona enormemente
el comportamiento del sustrato, ya que además de su densidad aparente,
varía su comportamiento hídrico a causa de su porosidad externa, que aumenta
de tamaño de poros, conforme sea
mayor la granulometría.
PROPIEDADES
QUÍMICAS:
Los sustratos inertes son preferibles
a los químicamente inactivos. La actividad
química aporta a la solución nutritiva
elementos adicionales, por procesos de hidrólisis o solubilidad.
Los procesos químicos inciden además
en la estructura del sustrato, cambiando sus propiedades físicas de partida, lo
que es perjudicial.
La capacidad de intercambio catiónico
es la única propiedad físico-química, que en cantidades moderadas, puede ser
beneficiosa.
El poder tampón que supone para el
equilibrio de la solución, minimiza los posibles errores o accidentes en su
formulación. Si es demasiado alta, entorpece los cambios de pH que involuntariamente
se pueden producir.
PROPIEDADES
BIOLÓGICAS:
Cualquier actividad biológica en los sustratos es claramente
perjudicial. Los microorganismos compiten con la raíz por oxígeno y
nutrientes, lo que hay que tener en
cuenta a la hora de diseñar el manejo.
Por otra parte, los microorganismos
degradan el sustrato y empeoran sus características físicas de partida.
Generalmente su capacidad de aireación disminuye, y finalmente se corre el riesgo de asfixia radicular.
La actividad biológica está restringida a los
sustratos orgánicos, y a la hora de la elección habrá que descartar aquéllos en
los que el proceso degradativo, sea demasiado rápido
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