Nutrición hídrica y mineral en cultivo hidropónico

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Etimológicamente el concepto hidroponía deriva del griego y significa literalmente trabajo o cultivo (ponos) en agua (hydros). El concepto hidropónico se utiliza actualmente a tres niveles distintos dependiendo del interlocutor, cada uno de los cuales engloba al anterior:

  • Cultivo hidropónico puro, sería aquel en el que, mediante un sistema adecuado de sujeción, la planta, desarrolla sus raíces en medio líquido (agua con nutrientes disueltos) sin ningún tipo de sustrato sólido.
  • Cultivo hidropónico según la tendencia mayoritaria, es utilizado para referirnos al cultivo en agua (acuicultura) o en sustratos sólidos más o menos inertes y porosos a través de los cuales se hace circular la disolución nutritiva.
  • Cultivo hidropónico en su concepción más amplia, engloba a todo sistema de cultivo en el que las plantas completan su ciclo vegetativo sin la necesidad de emplear el suelo, suministrando la nutrición hídrica y la totalidad o parte de la nutrición mineral mediante una solución en la que van disueltos los diferentes nutrientes esenciales para su desarrollo. El concepto es equivalente al de “cultivos sin suelo”, y supone el conjunto de cultivo en sustrato más el cultivo en agua.

El término cultivo semihidropónico suele utilizarse cuando se emplean sustratos no inertes (turba, fibra de coco, corteza de pino, otros sustratos orgánicos, mezclas con fertilizantes de liberación controlada, etc.) que suministran una importante parte de los nutrientes a la planta.

NUTRICIÓN HÍDRICA EN CULTIVO HIDROPÓNICO.

La frecuencia y volumen de riegos debe adaptarse a los sistemas de cultivo y de riego disponibles, al tipo de sustrato usado (volumen y características físico-químicas), al cultivo (especie y estado fenológico) y a las condiciones climáticas existentes en cada momento.

Es obvio que las necesidades hídricas varían notablemente a lo largo del día y de un día para otro. En un cultivo tan tecnificado como el hidropónico no podemos permitir que las plantas sufran estrés hídrico que afecte su rendimiento final o despilfarros de solución nutritiva (agua y fertilizantes). Es necesario que las plantas reciban toda y nada más que el agua necesaria y en el momento que la precisan. La programación horaria de los riegos no es actualmente un método válido, por muy ajustados que éstos sean, un día nublado puede implicar exceso de aporte respecto a la cantidad de agua necesaria y un día excepcionalmente caluroso se traduciría en déficit hídrico temporal para la plantación. Actualmente existen en el mercado numerosos métodos capaces de solucionar este problema, son los denominados métodos de riego por demanda, sensores de radiación (solarímetros) que disparan el riego al alcanzar cierto valor de radiación acumulada, unidades evaporimétricas y tensiómetros que actúan de un modo similar, etc. El sistema más extendido y que ofrece excelentes resultados es la instalación de una bandeja de riego por demanda. Este dispositivo consta de una bandeja soporte sobre la que se sitúa el sustrato (generalmente dos unidades) con sus plantas correspondientes, el agua de drenaje se acumula en la parte más baja de la bandeja (que lleva un orificio para desalojar parte del excedente drenado) donde se sitúan uno o varios electrodos que accionan el riego cuando los procesos evaporativos y de succión directa de las raíces así lo indican. Este sistema permite la obtención del drenaje prefijado de forma uniforme lo que evita despilfarros de agua y fertilizantes o estrés salino temporal si el drenaje estimado es el idóneo, ya que el aporte hídrico se corresponderá con la evapotranspiración que en cada momento sufra la planta.

En cualquier caso interesan riegos numerosos y cortos. Si observamos el transcurso de un riego en cultivo hidropónico, al tratarse de sustratos con volumen limitado por planta y mantener siempre un estado hídrico óptimo, a los pocos segundos de comenzar a caer la solución por la piqueta de goteo, se inicia el drenaje del sustrato que lava la acumulación de sales que pueda haber tenido lugar. Llega un momento a los 1-2 minutos (si el control hídrico es bien llevado) que la solución aportada es prácticamente la misma que la de salida, el prolongar durante más tiempo el riego supone un gasto innecesario de agua y fertilizantes.

NUTRICIÓN MINERAL EN CULTIVO HIDROPÓNICO.

La racional conducción de la hidroponía implica el conocimiento no sólo de los procesos fisiológicos relativos a la absorción mineral e hídrica, sino también de otros aspectos como la respiración, la fotosíntesis y la transpiración que están estrechamente ligados con los primeros. La mayoría de explotaciones hortícolas comerciales que utilizan el cultivo hidropónico emplean sustratos más o menos inertes, que apenas aportan elementos minerales al cultivo, si exceptuamos la arena de origen calcáreo que suministra cantidades considerables de calcio y magnesio. La nutrición de la planta debe aportarse por completo a través de la solución nutritiva, lo que trae consigo la posibilidad de un control preciso de la nutrición mineral según especie, momento fenológico, características climáticas, etc., para obtener la mayor rentabilidad al cultivo. Ahora bien, al tratarse de sustratos inertes carecen de capacidad tampón, equivocaciones o fallos en el control de la nutrición mineral o el ajuste del pH pueden ocasionar graves perjuicios a la plantación.

La nutrición mineral de un cultivo hidropónico debe controlarse según la demanda de la planta mediante los oportunos análisis químicos, sobre todo, de 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. A continuación se muestran a título orientativo las soluciones nutritivas iniciales para tomate, melón y pepino:

Iones (mmoles/l) NO3- NH4+ H2PO4+ K+ Ca+2 Mg+2 SO4-2 Na+ Cl-
Tomate 12 0 1.5 6 5 2.5 2 <12 <12
Melón Galia 11 0.5 1.5 6 4.5 2 2 <10 <10
Pepino 14 0.5 1.6 5.5 4.5 2.2 2 <6 <6

A partir de estos valores o los adecuados según las características de la plantación 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. En la tabla siguiente se establecen las equivalencias entre la cantidad de los fertilizantes más comúnmente usados en hidroponía y los milimoles de los distintos nutrientes que aportan:

Iones (mmoles/g fertilizante) NO3- NH4+ H2PO4+ K+ Ca+2 Mg+2 SO4-2
Ácido fosfórico 75% 12.26
Ácido nítrico 59% 11.86
Nitrato Amónico 33.5% 11.96 11.96
Nitrato cálcio 15.5% N 10.29 0.78 4.74
Nitrato potásico (13-0-46) 9.29 9.76
Sulfato potásico (0-0-52) 11.04 5.93
sulfato magnésico 16% MgO 3.97 3.96
Nitrato magnésico 11% N 7.86 3.90

Antes se vio la necesidad de mantener unos determinados niveles de drenaje (generalmente entre el 20 y el 50%) para evitar la acumulación de iones tóxicos y un excesivo aumento de la C.E. en la zona radicular. En sustratos inertes, cuando un determinado ion se encuentra en la misma concentración en la solución nutritiva y en la de drenaje, puede suponerse que la planta lo ha dejado “escapar” en la misma proporción que el drenaje fijado, es decir si mantenemos un drenaje del 25%, y tenemos 12 mmoles/l de nitrato en la solución de entrada y en la de salida, el 25% del nitrato aportado (3 mmoles por cada litro) se van con el agua de drenaje y el 75% restante puede suponerse como absorción bruta por parte de la planta. Por esta razón los elementos tóxicos o aportados en cantidad excesiva se acumulan en la solución de drenaje respecto a la solución nutritiva, al tomar la planta proporcionalmente más cantidad de agua que de los mismos, de la misma forma si un nutriente es absorbido proporcionalmente en más cantidad que el agua, su concentración en la solución de drenaje disminuirá respecto a la solución nutritiva. El fijarnos en las concentraciones relativas de los distintos iones en las soluciones nutritiva y de drenaje y estimar que iones se absorben en mayor o menor proporción, es un método sencillo para el ajuste periódico de la solución aportada. Claro está que para ello la solución debe estar bien equilibrada, teniendo en cuenta antagonismos y sinergismos entre los distintos iones, que algunos como el calcio se absorben de forma pasiva vía xilema hacia los órganos de mayor transpiración y apenas se retransportan vía floema, que la práctica totalidad del ion amonio aportado se absorbe pero no conviene excederse ya que es una forma fitotóxica en cantidad excesiva que fomenta en demasía el desarrollo vegetativo y que puede modificar el pH de la solución del entorno radical e interacciona negativamente con otros cationes, que con arena de origen calcáreo (mal sustrato) se producen precipitaciones de fosfatos, hierro, manganeso, etc. y se libera calcio y magnesio, y una serie larguísima de consideraciones de carácter fisiológico que inciden directamente en la correcta nutrición del cultivo.

Los microelementos no suelen ajustarse por ser un tema engorroso, se suele aportar una cantidad fija de alguna mezcla comercial de ellos, reforzando individualmente alguno cuando los análisis o la sintomatología de la plantación lo aconsejen. Entendemos por microelementos Fe, Mn, Zn, Cu, B y Mo, ya que el Cl que también es esencial se requiere en escasísima cantidad y resulta tóxico en las concentraciones que normalmente tenemos en nuestras aguas de riego.

Para la preparación de la solución nutritiva se suele concentrar 100 veces, separando 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, ya que siendo similares los requerimientos nutritivos de las plantas en una u otra época, durante los meses estivales la demanda hídrica es mucho mayor.

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