Sistemas de cultivo sin suelo

De las más de 10,000 hectáreas en activo para el desarrollo de cultivos hortofrutícolas, tanto en invernadero, túneles de plástico, malla, etc., en México, alrededor del 30% se lleva a cabo en sistemas de cultivo sin suelo.

1. Introducción
2. Clasificación de los cultivos sin suelo
3. Ventajas e inconvenientes

Introducción
El cultivo sin suelo es un sistema de cultivo en el que el sistema radical de la planta se desarrolla en un medio distinto al suelo. En este tipo de cultivo, en todas sus variantes, las raíces se encuentran confinadas en un volumen limitado y aislado, por lo que la incidencia de las malas hierbas, nematodos, enfermedades de suelo, etc. se reducen. Por otro lado, el cultivo sin suelo permite un uso más eficiente del agua y de los fertilizantes utilizados y un mayor control de las condiciones climáticas, repercutiendo sobre el rendimiento productivo, tanto en cantidad como en calidad de cosecha.

México, al igual que otros países, presenta problemas de disponibilidad de agua para el agro debido a la sobreexplotación de los acuíferos. La actividad agraria consume aproximadamente el 85% de los recursos hídricos del país. Sin embargo, la mitad del agua extraída se desperdicia debido a la utilización de métodos, dosis y frecuencias de riego inadecuados. De hecho, el riego rodado o a manta es el más generalizado y, como se puede observar en la Tabla 1, también es en el que utiliza un volumen de agua de riego mayor, concretamente 6 veces mayor al utilizado en riego por goteo. Por el contrario, el cultivo sin suelo resulta ser una gran alternativa en esta problemática en tanto que es una técnica que permite realizar un uso mucho más eficiente de este limitado recurso.

Tabla 1. – Comparativo del consumo hídrico en función del método de riego.

Por otro lado, la sobreexplotación de los suelos provoca su erosión y por tanto, la pérdida de fertilidad de los mismos. Además, el uso irracional de fertilizantes y fitosanitarios y la utilización de aguas de riego contaminadas salinizan los suelos llegándolos a hacer tóxicos. En estas circunstancias, cuando el suelo desde un punto de vista agronómico no tiene valor, se puede recurrir al cultivo sin suelo aprovechando la misma superficie. De este modo, se consigue un incremento de producción (Tabla 2), simplemente por disponer de un medio de cultivo adecuado para el desarrollo del material vegetal seleccionado, que generalmente compensa pese a que los requerimientos de mano de obra en este tipo de cultivo sean considerablemente mayores.

Tabla 2. – Comparativo del rendimiento en función del sistema de cultivo

Clasificación de los cultivos sin suelo
La clasificación principal de los cultivos sin suelo se realiza atendiendo al lugar o medio donde se desarrollan las raíces de las plantas.

Cultivo en sustrato
Un sustrato es todo material sólido distinto del suelo que colocado en un contenedor permite el anclaje del sistema radicular de la planta, desempeñando por tanto un papel de soporte para la misma. Los cultivos en sustrato se caracterizan por tener mejor aireación que en agua, pero al mismo tiempo, los sustratos empleados no disponen de reserva de agua. Por tanto, el flujo de agua debe ser continuo estableciendo un correcto equilibrio agua-aire para conseguir la máxima producción.

En México, los sustratos tradicionalmente más usados han sido la lana de roca y la perlita. Sin embargo, otros sustratos locales también están siendo bastante demandados. Por ejemplo, se pueden destacar el bagazo de tequila, la fibra de coco, la roca volcánica y el tezontle. De todos modos, los parámetros que se persiguen en un sustrato son los siguientes:

Tabla 3. –Características que debe reunir un sustrato ideal

Los diferentes sistemas de cultivo en sustrato son los siguientes:

•  Sistemas de cultivo que ocupan toda la superficie: cultivos en arena. Estos sistemas se encuentran aislados del medio mediante una gruesa lámina de polietileno que evita las fugas de solución nutritiva.

• Sistemas de cultivo en bancadas: cultivo sobre bancadas excavadas (1m de ancho), las cuales se riegan sub-superficialmente.
  
  
• Sistemas de cultivo en sacos o contenedores: el volumen radicular queda más delimitado aún, pudiendo ser en sacos (sacos de polietileno bicolor cerrados por los extremos y con dos orificios de drenaje), canaleta (permite la instalación del sustrato a granel realizando la propia muestra) o en canal.

• Sistemas de cultivo en unidades individualizadas: surgen ante la necesidad de controlar la transmisión de enfermedades fúngicas en los sistemas continuos. En este caso, el contenedor de cultivo constituye la unidad de cultivo y su colocación se realiza en paralelo a la línea de goteros que la alimenta. (Figura 2 y 3).

Cultivo en agua (hidropónico)
Medio exclusivamente líquido por lo que requiere de una estructura auxiliar de soporte. El sistema radicular permanece de manera continua inmerso en la solución nutritiva, por lo que puede presentar problemas derivados de la falta de oxígeno en la solución. Por esta razón, es necesaria la incorporación de un sistema de oxigenación al conjunto para favorecer el óptimo desarrollo radicular. Los diferentes sistemas en hidropónico son los siguientes:

• Flotantes: incorporan láminas perforadas de poliestireno, a modo de unidades de cultivo, que por su densidad se mantiene sobre la lámina de solución nutritiva.

• NFT (Nutrient Film Technique): el sistema se basa en aportar al sistema radicular una lámina de solución nutritiva que evite los problemas de asfixia radicular. Se consigue mediante la colocación de un canal con una pendiente de diseño del 1% y de pequeñas dimensiones conduciendo la solución nutritiva en flujo laminar desde la cabeza. La solución cae a un tanque colector donde se oxigena, se restablecen los valores de CE y pH y se bombea nuevamente a la cabeza del canal

Cultivo en aire (aeropónico)
La solución nutritiva es pulverizada sobre el sistema radical en función de los intervalos de tiempo programados por lo que la aireación es excelente. Al igual que en cultivo hidropónico se requiere de estructura auxiliar para el soporte de la planta.

• Columnas de cultivo: consiste en un cilindro (PVC u otro material) vertical con perforaciones laterales, por donde se introducen las plantas. La solución nutritiva circula por el interior del cilindro constantemente, siendo pulverizada sobre la parte alta de las raíces. De este modo, se consigue que una parte de la raíz esté permanentemente en contacto con la solución nutritiva, mientras la otra está bien aireada.

• Schwalbach System (SS): consiste en un tanque que alimenta una cámara de crecimiento en la que se encuentran las raíces en completa oscuridad. La solución nutritiva se pulveriza finamente (10l/h), atendiendo simultáneamente a 60 puntos de distribución.

• Aero-Gro System (AGS): incorpora tecnología ultrasónica, lo que permite proyectar la solución nutritiva a baja presión, con gotas finamente pulverizadas y sin problemas de obstrucciones en tuberías y boquillas de pulverización.

Ventajas e inconvenientes
Ventajas

• Menor dependencia de los fenómenos meteorológicos.
• Producción de cosecha fuera de temporada por lo que se pueden conseguir mejores precios.
• Mayor eficiencia del agua utilizada, lo que permite el ahorro de este recurso tan limitado. Se pueden instalar sistemas de riego cerrados en los que se recircule el drenaje.
• Ahorro de fertilizantes (los cultivos sin suelo utilizan los nutrientes minerales de forma más eficiente) y productos fitosanitarios (menor influencia de enfermedades de suelo y por tanto, menos tratamientos desinfectantes).
• Reducción del consumo de energía empleado en las labores relacionadas con la preparación del terreno para la siembra o para la plantación.
• Mayor higiene de la finca por lo que previene la aparición de enfermedades de origen criptogámico.
• Rápida recuperación dela inversión.
• Mayor cantidad, calidad y precocidad de la cosecha, siempre y cuando el manejo del cultivo sea minucioso, lo cual se traduce en la obtención de mejores precios. Los sistemas sin suelo permiten un mayor conocimiento del estado del cultivo pero para su interpretación requieren de un manejo más cualificado que cuando se dispone de suelo, debido al gran poder tampón que ejerce el suelo sobre el cultivo.
• Posibilidad de mecanizar y robotizar la producción.
• Anula los riesgos de erosión derivados de un mal manejo del suelo.
• Uniformidad en los cultivos y homogeneidad en el desarrollo del sistema radicular.
• No requieren de abonado con materia orgánica.
• Se puede cultivar en aquellas superficies en las que la agricultura convencional no sería posible debido a limitaciones relacionadas con la calidad del suelo.

Inconvenientes

• Costo elevado de la infraestructura e instalaciones necesarias que configuran el sistema.
• Costo de la energía consumida por las instalaciones.
• Producción de residuos sólidos, a veces difíciles de reciclar.
• Acumulación de drenajes cuando se riega con aguas de mala calidad.
• Contaminación de acuíferos cuando se practican vertidos improcedentes.
• Costo de las instalaciones y energía necesaria para reutilizar parte de los drenajes producidos.
• Por sí solo, el cultivo sin suelo no asegura rendimientos mayores.
• Mayor dificultad de manejo debido a que requiere de una mayor atención a los pequeños detalles. Cualquier alteración puede dar lugar a grandes pérdidas ya que las plantas cultivadas bajo estos sistemas son mucho más susceptibles a los cambios.

¹ Estructura estable sin que ésta sufra alteraciones de su volumen ya sea por hinchazón o contracción.