Sistemas de cultivo hidropónico

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.

Los sistemas de cultivo hidropónico se dividen en dos grandes grupos. Cerrados, que son aquéllos en los que la solución nutritiva se recircula aportando de forma más o menos continua los nutrientes que la planta va consumiendo y abiertos o a solución perdida, en los que los drenajes provenientes de la plantación son desechados.

Dentro de estos dos grupos hay tantos sistemas como diseños de las variables de cultivo empleadas: sistema de riego (goteo, subirrigación, circulación de la solución nutriente, tuberías de exudación, contenedores estancos de solución nutritiva, etc.); sustrato empleado (agua, materiales inertes, mezclas con materiales orgánicos, etc.); tipo de aplicación fertilizante (disuelto en la solución nutritiva, empleo de fertilizantes de liberación lenta aplicados al sustrato, sustratos enriquecidos, etc.); disposición del cultivo (superficial, sacos verticales o inclinados, en bandejas situadas en diferentes planos, etc.); recipientes del sustrato (contenedores individuales o múltiples, sacos plásticos preparados, etc.).

A nivel mundial los sistemas cerrados son los más extendidos, mientras que en nuestro país la práctica totalidad de las explotaciones comerciales son sistemas abiertos y que adoptan el riego por goteo (generalmente con una piqueta por planta), sin recirculación de la solución nutritiva dadas las condiciones generales de calidad de agua de riego y la exigencia de nivel técnico que tienen los sistemas cerrados.

JUSTIFICACIÓN DE LA IMPLANTACIÓN DEL CULTIVO HIDROPÓNICO DE HORTALIZAS EXTRATEMPRANAS.

El deterioro progresivo del suelo de los invernaderos y de las zonas de producción hortícola en general, debido a un agotamiento, una contaminación fúngica y una salinización cada vez más extendidos, obliga a los agricultores a optar por el cultivo hidropónico como solución a dichos problemas. Por otra parte, actualmente resulta imprescindible la implantación de técnicas que nos lleven a una economización de los cada vez más escasos recursos hídricos, la técnica de cultivo hidropónico, dada su elevada tecnificación, permite consumir únicamente el agua necesaria, minimizando todo tipo de pérdidas y aportando solamente la cantidad del preciado elemento que las plantas estrictamente necesitan, ello unido a la mayor productividad y calidad logradas mediante el uso de esta técnica al tener perfectamente controladas las variables de cultivo, permite la obtención de una mayor cantidad de producto con el mínimo consumo de agua y fertilizantes.

Hay que reseñar que comercialmente la totalidad de los sistemas de cultivo hidropónico en regiones templadas son protegidos para posibilitar un control de temperaturas, reducir las pérdidas de agua por evaporación, minimizar los ataques de plagas y proteger a los cultivos contra las inclemencias del tiempo como la lluvia, el granizo o el viento. La elevada tecnificación que exige la implantación de técnicas hidropónicas implica una inversión económica bastante considerable, para que exista rentabilidad, los cultivos deben mantener una producción, calidad y precio de mercado elevados. Frecuentemente la demostrada mejora de productividad y calidad de las cosechas bajo cultivo hidropónico frente al tradicional cultivo en suelo, no justifican la costosas instalaciones necesarias para esta técnica a no ser que los precios de mercado sean altos, esto ocurre con la producción de hortalizas extratempranas. El litoral del sureste español (Murcia y Almería, sobre todo), presenta las mejores condiciones climáticas (temperaturas y radiación solar) de toda Europa para un desarrollo óptimo de las hortalizas, en épocas que en el resto de Europa precisan costosas instalaciones de invernaderos con control climático, en esta zona las plantas vegetan correctamente incluso al aire libre, por tanto la proliferación de invernaderos en este área (más de 30.000 Ha) va encaminada a la producción de hortalizas tempranas, si a esto unimos unas instalaciones algo más sofisticadas para el adecuado control de cultivos sin suelo, podemos tener hortalizas extratempranas, con muy buena productividad y calidad (si se realiza un correcto manejo del cultivo), mejor aprovechamiento de los recursos (agua y fertilizantes) y buen precio que hacen perfectamente rentable la instalación.

LOS CULTIVOS HORTÍCOLAS MÁS EXTENDIDOS EN CULTIVO HIDROPÓNICO.

Cualquier tipo de hortaliza es susceptible de ser cultivada en hidroponía en mayor o menor medida. De este modo, las condiciones agroclimáticas disponibles (calidad del agua de riego, microclima, época de cultivo, etc.) junto a los canales de comercialización hortícolas existentes en la zona, son los que determinan los cultivos a implantar.

Podemos citar por orden de aceptación entre los cultivadores de hidroponía las hortalizas siguientes: tomate, pepino holandés, melón tipo Galia, pimiento, judía de enrame, berenjena, sandía, calabacín, melón tipo español, etc. Cada uno de estos cultivos tiene unos cuidados culturales y unas exigencias medioambientales y nutricionales específicas, aunque existen formulaciones de soluciones nutritivas con las que la mayoría de los cultivos vegetan adecuadamente, el fin que se persigue (obtención de un rendimiento lo más cercano posible al potencial del cultivo), hace que para cada plantación y según las características agroclimáticas de la misma se efectúe una nutrición hídrica y mineral a medida, como después veremos.

SUSTRATOS.

Un sustrato es el medio material donde se desarrolla el sistema radicular del cultivo. En sistemas hidropónicos, presenta un volumen físico limitado, debe encontrarse aislado del suelo y tiene como funciones mantener la adecuada relación de aire y solución nutritiva para proporcionar a la raíz el oxígeno y los nutrientes necesarios, y en el caso de sustratos sólidos ejercer de anclaje de la planta. No existe el sustrato ideal, cada uno presenta una serie de ventajas e inconvenientes y su elección dependerá de las características del cultivo a implantar y las variables ambientales y de la instalación.

La mayoría de los sustratos empleados son de origen natural. Los podemos dividir en orgánicos (turbas, serrín, corteza de pino, fibra de coco, cáscara de arroz, compost, etc.) e inorgánicos. Dentro de estos últimos distinguimos los que se usan sin ningún proceso previo aparte de la necesaria homogeneización granulométrica (gravas, arenas, puzolana, picón, etc.) y los que sufren algún tipo de tratamiento previo, generalmente a elevada temperatura, que modifica totalmente la estructura de la materia prima (lana de roca, perlita, vermiculita, arlita, arcilla expandida, etc.). Dentro de los materiales sintéticos podemos nombrar las espumas de poliuretano y el poliestireno expandido, aunque su uso está poco difundido.

Los sustratos inertes deben presentar una elevada capacidad de retención de agua fácilmente disponible (20-30% en volumen), un tamaño de partículas que posibilite una relación aire/agua adecuada, baja densidad aparente (alta porosidad, >85%), estructura y composición estables y homogéneas, capacidad de intercambio catiónico nula o muy baja, ausencia total de elementos tóxicos, hongos o esporas, bacterias y virus fitopatógenos.

Una posibilidad en cuanto a los sustratos es la utilización de materiales de desecho de actividades e industria de la zona, como pueden ser ladrillo molido, plástico molido, residuos de la industria maderera, estériles de carbón, escorias y cenizas, residuos sólidos urbanos, lodos de depuradoras, etc., adecuándolos en cuanto a granulometría y esterilizándolos.

Dentro de las explotaciones hortícolas de nuestro país, son la arena, la perlita y la lana de roca los sustratos más extendidos. La arena, muy utilizada en la provincia de Murcia, supone cerca de la mitad de las plantaciones de hortalizas en hidroponía, por su precio y porque el agricultor lo ve como un cambio menos drástico con respecto al suelo donde ha cultivado toda su vida. La lana de roca en la actualidad se emplea casi exclusivamente en Almería, por su baja inercia térmica no se adapta bien a otras zonas y necesita condiciones de cultivo (nutrición mineral e hídrica y climáticas) muy precisas para la obtención de buenos rendimientos. La perlita tiene un uso más generalizado que la lana de roca y ofrece buenos rendimientos siempre que tenga una granulometría adecuada.