Concepto de hidroponía

5/7/2018 Concepto de hidroponía - slidepdf.com

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Concepto de hidroponía

Concepto de hidroponia. Sistemas de cultivo hidropónico.

Justificación del cultivo hidropónico de hortalizas extratempranas. Los cultivos hortícolas más extendidos en cultivo hidropónico. Sustratos.

El agua de riego en cultivos hidropónicos. Nutrición hídrica en el cultivo hidropónico. Nutrición mineral en el cultivo hidropónico.

1.- Concepto de Hidroponía.Etimológicamente el concepto hidroponía deriva del griego y significa literalmente trabajo ocultivo (ponos) en agua (hydros). El concepto hidropónico se utiliza actualmente a tres nivelesdistintos 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 desustrato sólido. Cultivo hidropónico según la tendencia mayoritaria, es utilizado para referirnosal cultivo en agua (acuicultura) o en sustratos sólidos más o menos inertes y porosos a través delos cuales se hace circular la disolución nutritiva.

Cultivo hidropónico en su concepción más amplia, engloba a todo sistema de cultivo en el quelas plantas completan su ciclo vegetativo sin la necesidad de emplear el suelo, suministrando lanutrición hídrica y la totalidad o parte de la nutrición mineral mediante una solución en la quevan disueltos los diferentes nutrientes esenciales para su desarrollo. El concepto es equivalenteal 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 deliberación controlada, etc.) que suministran una importante parte de los nutrientes a la planta.

2.- Sistemas de cultivo hidropónico.Los sistemas de cultivo hidropónico se dividen en dos grandes grupos. Cerrados, que sonaquéllos en los que la solución nutritiva se recircula aportando de forma más o menos continualos nutrientes que la planta va consumiendo y abiertos o a solución perdida, en los que losdrenajes provenientes de la plantación son desechados.Dentro de estos dos grupos hay tantos sistemas como diseños de las variables de cultivoempleadas: sistema de riego (goteo, subirrigación, circulación de la solución nutriente, tuberíasde 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 alsustrato, sustratos enriquecidos, etc.); disposición del cultivo (superficial, sacos verticales oinclinados, 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 quetienen los sistemas cerrados.

3.- 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 engeneral, debido a un agotamiento, una contaminación fúngica y una salinización cada vez másextendidos, 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 quenos lleven a una economización de los cada vez más escasos recursos hídricos, la técnica decultivo hidropónico, dada su elevada tecnificación, permite consumir únicamente el agua



necesaria, minimizando todo tipo de pérdidas y aportando solamente la cantidad del preciadoelemento que las plantas estrictamente necesitan, ello unido a la mayor productividad y calidadlogradas mediante el uso de esta técnica al tener perfectamente controladas las variables decultivo, permite la obtención de una mayor cantidad de producto con el mínimo consumo deagua y fertilizantes.Hay que reseñar que comercialmente la totalidad de los sistemas de cultivo hidropónico enregiones 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 cultivoscontra las inclemencias del tiempo como la lluvia, el granizo o el viento. La elevadatecnificación que exige la implantación de técnicas hidropónicas implica una inversióneconómica bastante considerable, para que exista rentabilidad, los cultivos deben mantener una producción, calidad y precio de mercado sostenidos. Nuestra región (Bizkaia) , presenta unascondiciones climáticas (temperaturas y radiación solar) buenas para el desarrollo de lashortalizas. Si a esto unimos unas instalaciones algo más sofisticadas para el adecuado control decultivos sin suelo, podemos tener hortalizas extratempranas, con muy buena productividad ycalidad (si se realiza un correcto manejo del cultivo), mejor aprovechamiento de los recursos(agua y fertilizantes).

4.- 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 existentesen la zona, son los que determinan los cultivos a implantar.Podemos citar por orden de aceptación entre los cultivadores de hidroponía las hortalizassiguientes: pimiento de Gernika, tomate, lechuga, judía de enrame, tomate, pepino, pimiento deasar, acelgas etc. Cada uno de estos cultivos tiene unos cuidados culturales y unas exigenciasmedioambientales y nutricionales específicas, aunque existen formulaciones de solucionesnutritivas 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 paracada plantación y según las características agroclimáticas de la misma se efectúe una nutriciónhídrica y mineral a medida, como después veremos.

5.- Sustratos.Un sustrato es el medio material donde se desarrolla el sistema radicular del cultivo. Ensistemas hidropónicos, presenta un volumen físico limitado, debe encontrarse aislado del sueloy 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 sólidosejercer de anclaje de la planta. No existe el sustrato ideal, cada uno presenta una serie deventajas e inconvenientes y su elección dependerá de las características del cultivo a implantar ylas 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 lanecesaria homogeneización granulométrica (gravas, arenas, puzolana, picón, etc.) y los quesufren algún tipo de tratamiento previo, generalmente a elevada temperatura, que modifica

totalmente la estructura de la materia prima (lana de roca, perlita, vermiculita, arlita, arcillaexpandida, 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 fácilmentedisponible (20-30% en volumen), un tamaño de partículas que posibilite una relación aire/aguaadecuada, baja densidad aparente (alta porosidad, >85%), estructura y composición estables yhomogéneas, capacidad de intercambio catiónico nula o muy baja, ausencia total de elementostóxicos, hongos o esporas, bacterias y virus fitopatógenos.Una posibilidad en cuanto a los sustratos es la utilización de materiales de desecho deactividades 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 dedepuradoras, 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 rocalos sustratos más extendidos. La arena, muy utilizada en la provincia de Murcia, supone cercade 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. Lalana de roca en la actualidad se emplea casi exclusivamente en Almería, por su baja inerciatérmica no se adapta bien a otras zonas y necesita condiciones de cultivo (nutrición mineral ehídrica y climáticas) muy precisas para la obtención de buenos rendimientos. La perlita tiene unuso más generalizado que la lana de roca y ofrece buenos rendimientos siempre que tenga unagranulometría adecuada.

6.- El agua de riego en cultivo hidropónico.La calidad del agua de riego es uno de los factores que más nos puede condicionar un cultivohidropónico. El sistema de riego más extendido, riego por goteo, permite la utilización de aguasde mala calidad que serían inutilizables bajo otros sistemas de riego como aspersión oinundación. Ahora bien, la frecuente presencia de elementos tóxicos para las plantas comosodio, cloruros o boro en cantidades demasiado altas nos condicionan el tipo de cultivo y elmanejo del mismo en cuanto a nutrición, riego y volumen de drenaje.

Cada cultivo tiene una tolerancia específica a los elementos tóxicos antes citados y a la cantidadtotal de sales (cuantificada por la medida de la conductividad eléctrica), que puede mantener ensu entorno radicular sin merma importante de rendimientos. Estos niveles no debensobrepasarse y esto se consigue mediante el adecuado control del volumen drenado. Con aguade buena calidad los porcentajes de drenaje serán menores (mejor aprovechamiento de losrecursos hídricos) mientras que aguas salinas sólo nos permitirán cultivar especies más o menostolerantes a la salinidad (tomate, melón) y nunca especies sensibles a la misma (lechuga, alubía,fresa) y además habrá que dejar un mayor volumen de drenaje para evitar excesivos aumentosde C.E. en el sustrato y acumulaciones de elementos fitotóxicos. Esta es una de las razones por las que no se emplean los sistemas cerrados hasta ahora. Una pobre calidad de las aguas haríaque rápidamente se acumularan elementos indeseables en la solución recirculante con lo quehabría que desecharla. Para este tipo de sistemas es necesaria una calidad de agua muy alta, conuna concentración de sodio y cloruros tal que el cultivo pueda asimilarlos sin presentar síntomas

de toxicidad.

7.- Nutrición hídrica en cultivo hidropónico.La frecuencia y volumen de riegos debe adaptarse a los sistemas de cultivo y de riegodisponibles, 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. Esobvio 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 sufranestrés hídrico que afecte su rendimiento final o despilfarros de solución nutritiva (agua yfertilizantes). Es necesario que las plantas reciban toda el agua necesaria y en el momento que la precisan. La programación horaria de los riegos no es actualmente un método válido, por muyajustados que éstos sean, un día nublado puede implicar exceso de aporte respecto a la cantidadde 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) quedisparan el riego al alcanzar cierto valor de radiación acumulada, unidades evaporimétricas ytensiómetros que actúan de un modo similar, etc. El sistema más extendido y que ofreceexcelentes resultados es la instalación de una bandeja de riego por demanda. Este dispositivoconsta de una bandeja soporte sobre la que se sitúa el sustrato (generalmente dos unidades) consus 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 varioselectrodos 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 uniformelo que evita despilfarros de agua y fertilizantes o estrés salino temporal si el drenaje estimado esel idóneo, ya que el aporte hídrico se corresponderá con la evapotranspiración que en cadamomento sufra la planta.En cualquier caso interesan riegos numerosos y cortos. Si observamos el transcurso de un riegoen 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 puedahaber 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 mástiempo el riego supone un gasto innecesario de agua y fertilizantes.

8.- Nutrición mineral en cultivo hidropónico.La racional conducción de la hidroponía implica el conocimiento no sólo de los procesosfisiológicos relativos a la absorción mineral e hídrica, sino también de otros aspectos como larespiración, la fotosíntesis y la transpiración que están estrechamente ligados con los primeros.La mayoría de explotaciones hortícolas comerciales que utilizan el cultivo hidropónico empleansustratos más o menos inertes, que apenas aportan elementos minerales al cultivo, siexceptuamos 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 soluciónnutritiva, lo que trae consigo la posibilidad de un control preciso de la nutrición mineral segúnespecie, momento fenológico, características climáticas, etc., para obtener la mayor rentabilidadal 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 plantamediante los oportunos análisis químicos, sobre todo, de la solución drenaje o la extraída delmismo sustrato. Dependiendo del análisis del agua de riego, la especie cultivada y lascondiciones 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 semuestran 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 13,5 0 1.5 8 5 2 3,5 <12 <12

Lechuga 19 0.5 2 9 5,5 2,25 1,5 <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 vaajustando periódicamente la solución nutritiva. Lo más aconsejable es analizar al menos lasolución de drenaje cada 15 días. En función de lo que la planta vaya tomando, de lascondiciones climáticas y el estado fenológico del cultivo se vuelve a ajustar los nutrientes aaportar. En la tabla siguiente se establecen las equivalencias entre la cantidad de los fertilizantesmás 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 cálcico 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 (generalmenteentre el 20 y el 50%) para evitar la acumulación de iones tóxicos y un excesivo aumento de laC.E. en la zona radicular. En sustratos inertes, cuando un determinado ion se encuentra en lamisma concentración en la solución nutritiva y en la de drenaje, puede suponerse que la plantalo ha dejado "escapar" en la misma proporción que el drenaje fijado, es decir si mantenemos undrenaje del 25%, y tenemos 12 mmoles/l de nitrato en la solución de entrada y en la de salida, el25% 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 loselementos tóxicos o aportados en cantidad excesiva se acumulan en la solución de drenajerespecto a la solución nutritiva, al tomar la planta proporcionalmente más cantidad de agua quede los mismos, de la misma forma si un nutriente es absorbido proporcionalmente en máscantidad que el agua, su concentración en la solución de drenaje disminuirá respecto a lasolución nutritiva. El fijarnos en las concentraciones relativas de los distintos iones en lassoluciones 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 lasolución debe estar bien equilibrada, teniendo en cuenta antagonismos y sinergismos entre losdistintos iones, que algunos como el calcio se absorben de forma pasiva vía xilema hacia losórganos de mayor transpiración y apenas se retransportan vía floema, que la práctica totalidaddel ion amonio aportado se absorbe pero no conviene excederse ya que es una forma fitotóxicaen 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 conarena 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 decarácter 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 cuandolos análisis o la sintomatología de la plantación lo aconsejen. Entendemos por microelementosFe, Mn, Zn, Cu, B y Mo, ya que el Cl que también es esencial se requiere en escasísimacantidad y resulta tóxico en las concentraciones que normalmente tenemos en nuestras aguas deriego.Para la preparación de la solución nutritiva se suele concentrar 100 veces, separando losfertilizantes incompatibles entre sí, y adicionándolos al 1% al agua de riego en una cuba demezcla donde se ajusta el pH (normalmente aportando ácido nítrico) y la C.E. Es aconsejableutilizar disoluciones nutritivas de menor concentración (manteniendo el equilibrio) en verano ymás 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.

Sistema de riego y componentes

Sistema de riego y componentes. 1.- Sistema de riego.

1.1.- Ventajas e inconvenientes del riego localizado.



2.- Componentes del sistema. 2.1.- Cabezal de riego.2.1.1.- Necesidad de filtrado.2.1.2.- Riego localizado.2.2.- Tuberías.2.3.- Emisores.

2.3.1.- De largo conducto.2.3.2.- De orificio2.3.3.- Vortex.2.3.4.- Autocompensante.

1.- Sistema de riego.

El sistema de riego elegido, es el de riego localizado. El riego localizado constituye un sistemade aplicación de agua al suelo o sustrato a través de unos emisores situados en las tuberías deriego. Mediante estos dispositivos se pone el agua a disposición de la planta, a bajo caudal y deforma frecuente, originando en el suelo o sustrato una zona húmeda limitada conocida como bulbo, en la cual se mantiene la humedad constante.En este sistema de riego, además del elemento agua, se suministran los fertilizantes y ciertos productos como pueden ser insecticidas, fungicidas, herbicidas, etc. disueltos todos ellos en el

agua.El agua, junto con el resto de elementos fundamentales para la planta, es llevada de formacontinua desde un embalse a cada planta por una red de tuberías, previo filtrado hasta elelemento fundamental del sistema que es el emisor o gotero, donde se produce una descargagota a gota.

1.1.- Ventajas e inconvenientes del riego localizado.El riego localizado en general, presenta las siguientes ventajas:

Mayor aprovechamiento por planta del agua aportada.

Mantenimiento constante del nivel óptimo de humedad en el sustrato.

Reducción de las dosis de fertilizantes debido a su mayor eficacia.

Mayor uniformidad en el desarrollo vegetativo, aumento de la producción ymejora de la calidad.

No precisa abancalamiento.

Disminución del grado de infección de malas hierbas al mojar menos superficiede suelo o sustrato.

No produce apelmazamiento del terreno al eliminar labores mecánicas.

Buen acceso a la plantación en cualquier momento como consecuencia de permanecer las calles secas.

Ahorro de mano de obra.Por el contrario, presenta los siguientes inconvenientes:

Precisa una mayor especialización por parte del agricultor.

Riesgo de salinización como consecuencia de un inadecuado manejo del riego

Necesidad de diseño y montaje de las instalaciones por personal altamenteespecializado.



Control de calidad de los materiales que se instalan.

En general, se puede afirmar que el éxito o fracaso de una instalación de riego localizado radicaen el manejo del sistema, mediante el control de la instalación y del cultivo, teniendo todo ellouna clara incidencia en la productividad.

2.- Componentes del sistema.

Cualquier instalación de riego localizado debe reunir los siguientes componentes:

2.1.- Cabezal de riego.El cabezal constituye sin lugar a dudas el elemento decisivo del sistema, pues a través de él podemos realizar las siguientes operaciones:

Eliminar sólidos en suspensión, esta operación se realizará a través de lossucesivos filtros con los que se encontrará el agua en su recorrido.

Aplicar al agua los fertilizantes y productos químicos, operación que se puedellevar a cabo de diferentes maneras en el caudal principal de agua.

Controlar la dosis de agua aplicada. Esta operación se realizará , a través delcontador de agua que se colocará a la entrada de la tubería principal, de la que

partirá toda la red de riego.

Mezcla y almacenaje de los distintos fertilizantes que se aplicarán en los riegosde los distintos cultivos. Tendremos un depósito de mezcla y dos o cuatrodepósitos de almacenaje, para los cuatro fertilizantes principales (N, P, K yMicronutrientes). Además contaremos con un depósito adicional para elalmacenaje del ácido, que usaremos para el control del pH en el riego.

Coordinación de todas las operaciones, manualmente en caos de no disponer demezclador automático de los abonos o través de un sistema informático decontrol de riego.

Es el corazón del cabezal, controla todos los procesos que se llevan a cabo

durante el riego. Cuenta con sensores de C.E., pH y Temperatura del agua, deforma que la mezcla con los abonos, siempre este dentro de unos límitesadecuados al cultivo.

La mezcla del agua y el abono se puede realizar en un tubo de mezcla, muchomás flexible que los depósitos de mezcla a la hora de cambiar el riego de unsector a otro. El cabezal de riego además suele contar con caudalímetros paramedir la cantidad de cada uno de los abonos que se aplican.

2.1.1. Necesidad de filtrado.La limitación actual de los recursos hídricos ha propiciado la utilización agrícola de aguas demuy diversa procedencia, que si bien en riego tradicional no requieren filtrado previo, en losriegos localizados éste sí es necesario.

El fundamento básico de este tipo de riego consiste en la aplicación puntual del agua, a través deun emisor o gotero, en cuyo interior circula el agua por pequeños canales o laberintos tortuososde reducido paso.Ante el hecho de que la práctica totalidad de las aguas contienen o arrastran materiales sólidoscapaces de obturar por si mismos los emisores, surge la necesidad de la filtración,considerándose adecuada desde el punto de vista físico, cuando elimina los sólidos de undiámetro mayor a 1/8 ó 1/10 del diámetro del emisor. No se debe hablar de aguas inadecuadas para riego localizado por problemas de sólidos ensuspensión, ya que con tratamientos químicos y filtraciones adecuadas pueden ser corregidas,salvo en casos donde la elevada concentración de sólidos en suspensión lo haga



económicamente inviable.Dependiendo de la procedencia del agua de riego y del proceso de transporte y almacenamientode ésta antes de ser utilizada, podemos tener una idea aproximada de la naturaleza de loselementos en suspensión, y en función de éstos elegir el tipo de filtrado necesario.Resultará por tanto imprescindible disponer de un análisis de agua cualitativo y cuantitativo delos sólidos en suspensión.La naturaleza de las partículas sólidas en suspensión puede ser:Orgánica: algas, bacterias, materiales abióticos, etc.Inorgánica: arenas, limos y arcillas.En el primer caso requieren filtrado de arena y en el segundo de mallas o anillas; en caso muyespecial han de realizarse prefiltrados, fundamentalmente cuando los contenidos de sólidos ensuspensión ya sean orgánicos o inorgánicos aparezcan en cantidades elevadas. Así, se utilizaránlos hidrociclones para la eliminación de las arenas, y los filtros de arena para tratamiento deaguas residuales con alto contenido en materiales orgánicos.En el filtrado del agua, generalmente, es necesario el uso de filtros de arena y de mallas o anillascolocados en este orden, de manera que el agua circula primero por el de arena, encontrándose acontinuación el punto de entrada de los fertilizantes y productos químicos a la red, que quedasituado entre ambos filtros (de forma que cualquier impureza del fertilizante o precipitado quese forme al reaccionar con el agua queden retenidos).

El dimensionamiento de las superficies filtrantes viene definido por tres parámetros:Intensidad de filtrado

Caudal

Velocidad

La intensidad del filtrado está determinada por el tipo de emisor.El segundo parámetro está en función del volumen de agua demandado por la instalación.La velocidad del agua a través de los filtros influye directamente tanto en las pérdidas de carga,como en la frecuencia de limpieza de los mismos.Como norma general cualquier tipo de filtrado debe reunir las siguientes características:

Material adecuado, resistente a la oxidación y a las presiones normales de

trabajo.Pérdidas de carga mínimas al paso del agua a través del filtro, para evitar consumo de energía innecesaria, con la consiguiente repercusión económica.

Fácil manejo del equipo de limpieza, ya que los elementos retenidos por el filtrovan obturándolo progresivamente, exigiendo su limpieza periódica.

Resistencia de los materiales al ataque de los distintos productos químicosdisueltos en el agua de riego que puedan destruir la estructura interna de losfiltros.

Fácil automatización de los dispositivos de limpieza, lo que posibilita un mejor rendimiento de la instalación.

El cabezal de la instalación necesita de manómetros, colocados a la entrada y ala salida de cada bloque de elementos de filtrado, de forma que las diferenciasde presión nos indican el estado de obturación de los filtros y el momentooportuno de realizar la limpieza, así como qué elementos son los que necesitanser limpiados.

Por último, debemos resaltar el alto nivel tecnológico alcanzado en sistemas defiltración en nuestra Región, altamente competitivo frente a los equipos deimportación, generalmente más costosos y concebidos para condiciones de



calidad de aguas menos problemáticas.

2.1.2.- Riego localizadoLa agricultura moderna, y en particular la de los riegos localizados, requiere un control eficaz, preciso y balanceado de la calidad del agua de riego, que no puede obtenerse sin una adecuadaelección y dimensionamiento de los elementos de filtrado.

La misión de los filtros es retener, en la superficie o en el seno de la masa filtrante, los sólidosen suspensión que contiene el agua de riego.Pasamos a describir los primeros elementos filtrantes con los que se encuentra el agua en uncabezal de riego, y que a veces son susceptibles de eliminación en función de su calidad desdeel punto de vista físico.

SALIDA DEL EMBALSEEs de destacar que en los actuales sistemas de riego a la demanda es imprescindible lautilización de embalses reguladores, sobre todo en explotaciones donde utilicen el riegolocalizado, para asegurar la disponibilidad de agua en función de la demanda hídrica de cultivo.Para ello es muy importante tener en cuenta que la alimentación del cabezal, desde tomassuperficiales, mejora el rendimiento de los sistemas de filtrado; esto se realiza mediante lacolocación de un flotador del que cuelga la boca de toma, a un metro aproximadamente de la

superficie del agua, con el fin de no arrastrar las materias que pudiesen encontrarse en el fondoo flotando en la superficie.

HIDROCICLÓN

Sehace necesario cuando el agua lleva partículas gruesas más densas que el agua, y que no sean

limos ni arcillas, tales como la separación de arena de agua de pozos artesianos y cieno del aguafluvial. Su fundamento es un dispositivo de acero en forma troncocónica donde se produce unmovimiento giratorio del agua a gran velocidad, mantiene una pérdida de presión muy reducida,y una eficacia estimada en un 90% o aún mayor. Los sólidos decantados son reunidos en untanque de sedimentación, que puede ser drenado en forma constante o periódica, en este últimocaso si la acumulación de sólidos se produce en una forma ntensiva.Batería de hidrociclones en un cabezal de riego localizado.

Ventajas del hidrociclón:Se trata de un dispositivo simple, de fácil operación y mantenimiento que no dispone de partes



móviles ni cedazos o tamices.Acusa un descenso constante de presión para una capacidad dada, no es afectado por caídas bruscas de presión y no puede ser obturado por los sólidos que son separados. Necesita unasuperficie mínima de suelo y de espacio libre reducido hacia arriba que realiza una separaciónconstante.La inversión inicial es reducida, además de que los costes de mantenimiento y operación sontambién reducidos. Es de destacar, también, que el hidrociclón propiamente dicho y el depósitocolector tienen la misma presión y, por tanto, no necesitan bombas o depósitos adicionales. Yaque el descenso de presión es mínimo, pueden ser introducidos con facilidad en sistemas yaexistentes.Los sólidos son purgados del depósito colector con una descarga mínima de líquido. En losfiltros convencionales nos encontramos con una descarga mayor de agua para su limpieza,además de que se obturan con los elementos filtrados, con lo que su eficiencia se va viendoreducida.

Aplicaciones del hidrociclón:Principalmente es utilizado para protección de bombas, válvulas, etc., para evitar daños y eldesgaste causado por materias sólidas en exceso, sobre todo en aguas procedentes de pozo, antesde que sea filtrada mediante otros métodos como la arena y los discos o mallas, ya que puede

reducir la inversión inicial y el costo de operación de los equipos.Los datos técnicos correspondientes a los límites de funcionamiento, eficiencia de separación ycapacidad en relación con la caída de presión, deben ser aportados por la casa suministradoradel material y nos dará idea de la conveniencia de incorporar o no este tipo de elementos anuestro cabezal de riego.

FILTROS DE SEGURIDADLos filtros de seguridad suelen ser pequeños filtros universales de material plástico o metálicocon diámetros 3/4" a 2", y se utilizan sobre todo en cabeza de las subunidades de riego paraevitar entrada de suciedad a los ramales portagoteros por roturas o reparaciones de la red principal. Excepción hecha de los filtros de disco, todos ellos han sido diseñados de modo talque la dirección del flujo corre a lo largo del eje longitudinal del cilindro, causando una pérdidamínima de presión. Este principio de flujo directo logra que las partículas filtradas se acumulen

en el extremo del cilindro, de donde pueden ser fácilmente eliminadas por la limpieza a chorrorealizada por medio de una válvula de descarga, provista para cumplir esta función.Este tipo de filtro también debe ser utilizado a la salida de la cuba de fertilizantes, con el fin deeliminar las impurezas que puedan llevar éstos consigo.

2.2.- Tuberías.Partiendo del cabezal y formando un entramado en toda el invernadero, las tuberías distribuyenel agua y los fertilizantes hasta los emisores. Las tuberías se van bifurcando desde el cabezal deriego, hasta llegar a los emisores o goteros. Los distintos nombres que reciben las tuberíasvienen dados por el rango de ramificación:

Primaria o Principal. Es la tubería que parte del cabezal de riego, llevando elagua desde este hasta las distintas bifurcaciones.

Secundarias. Son todas aquellas tuberías que nacen de la primaria.

Terciarias. Nacen de las secundarias y llevan el agua desde estas hasta losramales.

Laterales o ramales. Son el último eslabón de la cadena, llevan el agua hasta losgoteros.

Los materiales utilizados para su fabricación son el PVC y el PE, normalmente el primero paratuberías principales y secundarias en tramos enterrados, y el segundo para las tuberías terciarias



y portagoteros, aunque en algunos casos toda la instalación se realiza en PE.Descripción de la instalación diseñada:Todas las tuberías de PE, están regidas por las normas UNE 53131 y UNE 53367, siendo el PEutilizado de baja densidad (0,932).

2.3.- Emisores.

Los emisores o goteros son el último eslabón y pieza clave del sistema,cuya misión es dosificar el agua aportada al cultivo. El agua se distribuye en el suelo o sustratoutilizado para la implantación de las plantas, formando un bulbo húmedo en el mismo.Existen multitud de tipos de emisores, en función del dispositivo o sistema en que se basan parareducir la presión con que circula el agua en el interior de la instalación y como consecuencia

directa según el régimen de funcionamiento.Según el dispositivo de pérdida de carga:Goteros de tipo no autocompensante.

2.3.1.- De largo conducto.Los goteros de largo conducto son los más antiguos, evolucionaron en el tiempo, partiendo delmicrotubo, pasando por el helicoidal, para llegar por fin al de laberinto.El de microtubo es el más antiguo, consta de un tubo, generalmente de polietileno, de diámetrocomprendido entre 0,6 y 2 mm., y de longitud variable. El régimen de descarga es laminar (x =1), con lo que son muy sensibles a las variaciones de temperatura y presión, además de tener unalto riesgo de obturación.El helicoidal es una evolución del anterior, consiste en enrollar el microtubo alrededor de uncilindro, para conseguir un gotero más compacto. El hecho de que la trayectoria del agua sea

helicoidal, aleja el régimen hidráulico de laminar, con lo que son menos sensibles que losanteriores a las variaciones de temperatura, presión y obturaciones.Por último, el de laberinto. En estos goteros se obliga al agua a recorrer un camino tortuoso, deforma que el régimen de funcionamiento es prácticamente turbulento (x=0,5), con lo que sonmuy poco sensibles a temperatura, presión y obturaciones.

2.3.2.- Orificio.Es la primera solución que se le ocurre a cualquiera para obtener un riego localizado, consisteen hacer una perforación de pequeño diámetro en la tubería. Es una solución pocorecomendable, por la variación de las características de los materiales plásticos con el tiempo.



Las características hidráulicas de descarga son turbulentas, pero dado el pequeño diámetro de la perforación, son muy sensibles a las obturaciones.

2.3.3.- Vortex.Evolucionaron a partir de los anteriores, para intentar paliar el problema de su pequeñodiámetro. De hecho, el gotero vortex, es un gotero de orificio, en el que el agua, después deatravesar un orificio, se ve obligada a circular por una cámara donde entra tangencialmente,debido a lo cual, la presión del agua se disipa en parte en energía centrífuga, por lo que eltamaño del orificio no tiene porque ser tan pequeño como en el anterior gotero. El régimen dedescarga es turbulento (x=0,4), además de contar con una pequeña autocompensación, debido aque al aumentar la presión del agua, aumenta la velocidad de la misma en la cámara del vortex,con lo que aumenta su pérdida de carga.

2.3.4.- Autocompensante.

Estos goteros cuentan con una membrana de caucho o silicona, que se deforma con la diferenciade presiones existentes antes y después de la misma, con lo que el caudal se mantiene constante.Un gotero autocompensante perfecto tendría un exponente de descarga x=0, aunque en la

práctica no es así, los valores de x están muy próximos a este valor, con lo que se consigue unauniformidad de caudal dentro de un régimen de presiones, que deberá marcar el fabricante. Estetipo de goteros es muy interesante para conseguir un coeficiente de uniformidad en el riego alto,independientemente de las perdidas de carga sufridas por el agua en los distintos elementos dela instalación y las debidas a las diferencias topográficas del terreno.

El tipo de gotero utilizado en nuestra instalación, es de este último tipo con una variación en elconcepto y es que se abre y se cierra a una determinada `presión 0,5 kg/cm por lo que podemosafirmar que tambien es antidrenante. Hemos elegido este tipo de gotero, debido a que queremosconseguir la máxima uniformidad de riego en la instalación, independientemente de las pérdidasde carga que se producen, debidas a la inserción de los distintos laterales, la inserción de losgoteros y la propia longitud de las tuberías, que ocasionan que la presión de llegada del agua a

los goteros no sea uniforme. Así, con este tipo de goteros conseguimos tener un caudalconstante en todos los emisores, consiguiendo un máximo control del riego y una máximaeficiencia del riego.



Parámetros de control en C.F.S

Parámetros de control.

1.- Conductividad eléctrica.

2.- pH.

3.- Temperatura.

4.- Luz.

5.- Humedad.

6.- CO2

7.- Viento.

Parámetros de control.

Los parámetros de control que usaremos en el invernadero, seránconsecuencia de la variación de los factores ambientales y de la variación delas condiciones de la solución nutritiva que se le aplique al cultivo. Los parámetros que dependen de las condiciones de la solución de riego, yasea agua sola o con fertilizantes, viene determinada por la conductividadeléctrica y el pH. Mientras que los parámetros dependientes de los factoresambientales son: Temperatura, Luz, Humedad, Viento y Anhídrido carbónico. Vamos a definir a continuación cada uno de los parámetros y exponer lasconsecuencias de la variación de los mismos sobre el cultivo.

1.- Conductividad Eléctrica.

Hay muchas formas de expresar la salinidad de una solución. Una de ellasconsiste en expresar la cantidad de sales disueltas en un volumen de solución.Otra forma simple y suficiente a muchos efectos es expresar la salinidad deuna solución por medio de su conductividad eléctrica. Una solución conduce la electricidad tanto mejor cuanto mayor sea sucontenido en sales, esta propiedad se aprovecha para medir la cantidad desales de una solución en función de su conductividad eléctrica. La conductividad eléctrica varía con la temperatura, debido a la diferen cia desolubilidad de las distintas sales en el agua, al variar esta. Para normalizar lasmedidas de conductividad eléctrica, los datos se dan siempre medidos en aguaa 25 ºC, habiendo tablas para pasar los valores de conductividad eléctrica a 25ºC a cualquier temperatura, mediante un simple factor de conversión. Hemos definido la conductividad eléctrica de una solución, pero también se usapara medir la conductividad del suelo. El procedimiento para realizar estamedida, es tomar una muestra de suelo, añadir agua destilada hasta susaturación y extraer el agua mediante succión, aplicando un filtro que no dejepasar las partículas de suelo. El agua así obtenida se denomina extracto desaturación, que es una mezcla de la solución inicial del suelo y el agua



destilada. Se mide la CE del extracto de saturación y el valor resultante setoma como índice de salinidad del suelo. Para las distintas especies cultivadas, se registran unos valores deconductividad con los que se ve mermada significativamente la producc ión,pudiéndose clasificar las especies según la pérdida de producción que tienenrespecto a la conductividad eléctrica.

Así tenemos cultivos con resistencia alta, media y baja. En el caso particular denuestro proyecto, la resistencia del tomate es media alta. Una forma muy gráfica de ver la resistencia de los cultivos a la salinidad es conla perdida de producción debido a la Conductividad eléctrica, viendo con quevalores de conductividad obtendremos el 100, 90, 75, 50 y 0% de laproducción, sabiendo así la merma de producción.

Las medidas de conductividad eléctrica vienen dadas en micromohs/cm.

100 90 75 50 0Tomate 2.5 3.5 5 7.6 12.5

Lechuga 2 2,8 3,5 4 7

Podemos observar que se ajusta a lo dicho anteriormente, siendo el tomatemás resistente a la salinidad que la lechuga. La salinidad del suelo o sustrato, varía con el contenido de humedad delmismo, por lo que es muy importante, sobre todo si existiera algún problema desalinidad, ya sea en el suelo o en el agua de riego, mantener un nivel dehumedad óptimo del sustrato. Cuando el nivel de humedad del suelodesciende, como el de sales permanece constante, la conductividad eléctricaaumenta. En hidropónico con riego localizado, es muy importante el control de salinidad,

ya que se tienden a acumular las sales en el sustrato, con lo que seráimprescindible regar un 20-25% más de lo necesario (de acuerdo con el aguausada para el riego), de forma que las sales se laven con el drenaje, ademásde medir la salinidad de sustrato regularment e, controlando que no supere losvalores indicados.

2.- pH.

Normalmente, las aguas de riego tienen un pH comprendido entre 6,5 y 8,4.Los valores fuera de este rango indican desequilibrios que pueden ocasionar trastornos nutricionales o efectos tóxico s. Los pH altos indican altos niveles desodicidad.

Los pH indicados para la mayoría de los cultivos están próximos a laneutralidad, admitiendo un rango de variación, que depende de la sensibilidaddel cultivo a la alcalinización del medio o la acidificac ión del mismo. En nuestro caso particular, el tomate se desarrolla bien en entornos de pHentre 6 y 7. Lo normal es que se use un pH de 6,5. El pH viene determinado, como en el caso de la solubilidad, por el pH deentrada del agua de riego, más los cambios producidos por la adición de losabonos al agua. Debiendo tener siempre en cuenta el pH óptimo de riego paralas distintas especies, según su variedad y estado fenológico.



El pH de la solución suele colocarse entre 5,5 y 6,5, para evitar la precipitaciónde las sales contenidas en los abonos que aplicamos a la planta junto con elagua.

3.- Temperatura.

El invernadero fue pensado para conseguir tener en el interior de él unatemperatura mayor que la exterior, de forma que se pudieran dar los cultivos e nzonas frías o simplemente adelantar y acortar el ciclo del cultivo en el tiempo,con la correspondiente ganancia económica. Los plásticos empleados en las cubiertas del invernadero, se comportan dedistinta manera ante las distintas radiaciones que compo nen la luz. Sontrasparentes a la luz visible y el infrarrojo corto. La parte reflejada y absorbidade esta onda es tan sólo el 10 - 20 % del total. Por supuesto esto varía segúnla inclinación y orientación de las paredes y techo. En cambio, los materiales de recubrimiento son más o menos opacos alinfrarrojo largo, siendo reflejado, absorbido o transformado en calor por lasparedes del invernadero. En general, la absorción alcanza el 95 % y, por lo

tanto, la pared del invernadero se comporta como un cuerp o negro para estaradiación. Toda la energía absorbida por el recubrimiento del invernadero estransformada en calor y emitida por irradiación, yendo la mitad al interior delinvernadero y la otra mitad al exterior. La radiación infrarroja corta, atraviesa el plástico, siendo absorbida por elterreno, plantas y los distintos materiales que se encuentran en el interior delinvernadero, aumentando así su temperatura. A su vez, estos materialesdesprenden una energía proporcional a su temperatura elevada a la cuartapotencia. Esta energía es absorbida por las paredes del invernadero, quevuelven a emitirla, dando un 50 % al exterior y el otro 50 % al interior. La temperatura del invernadero viene determinada pues por la radiacióninfrarroja corta, que al incidir sobre terreno y plantas los calienta, la radiacióninfrarroja larga, que calienta la cubierta y por fin, la radiación emitida por cubierta, terreno y plantas debido a su aumento de temperatura. Por lo tanto, por efecto de las radiaciones solares, la temp eratura media de uninvernadero hasta llegar a perjudicar a las plantas (más de 40 ºC). Hay quedejar notar que si el material de recubrimiento deja pasar fácilmente lasradiaciones emitidas por la superficie del terreno y por las propias plantas y,estando sereno el cielo, por la noche puede haber una inversión térmica, esdecir, una temperatura en el interior del invernadero inferior a la exterior. Losrecubrimientos deben de dejar pasar las longitudes de onda que van de 300hasta 2.500 mQ , que son las correspondientes a la luz visible y la infrarrojacorta, siendo opaco a las de longitud de onda mayor de 2.500 m Q ,

especialmente las de longitud de 10.000 m Q, correspondiente al máximo de laradiación terrestre, para favorecer al máximo el efecto invernad ero. En épocas de mucho calor, se puede actuar de distintas maneras, la másintuitiva y menos sofisticada es la de la sombra. Este método consiste en dar sombra al invernadero, aplicando un encalado o cualquier material quedisminuya la radiación solar en el interior del mismo. Contamos con dos alternativas más distintas, que tienen un principio común:enfriar el aire gracias a la energía que toma el agua al evaporarse. El primeroconsiste en la colocación de un ventilador en un extremo del invernadero y



unos paneles de fibra de madera o de plástico en el lado opuesto, estospaneles deben ser porosos y permeables y que se les pueda mojar, y se lesmantiene en un grado de humedad muy elevado y continuo durante todo elperíodo que se quiere enfriar el invern adero. El aire caliente del exterior pasa através del material humedecido atraído por la acción de los ventiladorescolocados en el lado opuesto y, encontrando el agua en los paneles, sufre una

baja de temperatura a causa de la absorción de calor por part e del agua queevapora. Utilizando este método se eleva también la humedad, lo que representa unaventaja/inconveniente notable, debiendo tener control sobre enfermedades quese pueden ver beneficiadas por este aumento de humedad. Por último, podemos bajar la temperatura, a través de nebulizadores, quedispuestos cada 8 ó 10 metros en la parte alta del invernadero, nebulizan elagua en gotas de un diámetro menor de 10 micras, con lo que permanecen eltiempo suficiente en el aire como para evaporarse antes d e caer sobre laplanta, lo que generaría problemas, debido al aumento de humedad en lasuperficie de la planta, que nos podría originar problemas de enfermedadesmotivadas por este motivo.

Al igual que el método anterior, tenemos la ventaja de que a la vez de disminuir la temperatura del aire, aumenta su contenido en humedad, con lo quemejoramos las condiciones del cultivo, ya que las temperaturas altas llevanconsigo asociados niveles de humedad bajos. Deberemos tener en cuenta,como ya se dijo en el método anterior, las facilidades que se le dan aenfermedades y plagas con estas condiciones de cultivo. El problema de dar sombra al invernadero es la pérdida de luz que llevaasociado este sistema, con lo que tendremos retrasos en el ciclo del cultivo yproblemas específicos de ciertos cultivos, como el tomate, que pierdecontenido de azúcar. Como ya se ha comentado anteriormente, estos métodos tienen mucho que ver con la humedad, ya que temperatura y humedad están fuertementerelacionados, así por ejemplo, si tenemos el aire del invernadero a 15ºC, conun estado higrométrico del 70% y si la temperatura se eleva hasta 35ºC, lacantidad de humedad bajará hasta el 21%, y para volver a poner al 70, habráque vaporizar casi 20 gramos de agua por metro cúbico de ai re. Las bajas repentinas de humedad pueden provocar una condensación delagua, que puede tener consecuencias peligrosas en las plantas por dosmotivos, una porque las gotas de agua condensadas sobre la superficie interior del plástico caen sobre la planta, aumentando su humedad en superficie y por lo tanto incrementando los posibles problemas de enfermedades, además de ladiferencia térmica de estas gotas de agua y la planta. Las temperaturas óptimas para la tomate están comprendidas entre los 10 ºC

de mínima y los 30-35ºC de máxima.

4.- Luz.

La temperatura está fuertemente ligada a las horas de luz y la intensidadluminosa dentro del invernadero. A mayor intensidad luminosa, mayor es latemperatura óptima de desarrollo del cultivo. De forma general pod emos decir que las temperaturas pueden oscilar entre 8 y 36 ºC, sin perjuicio para loscultivos, siendo el ideal unos 25 -26 ºC.



La influencia de la luz sobre el fenómeno de la fotosíntesis depende de laintensidad luminosa (luz intensa o luz débil en un mo mento determinado) y dela duración de la luz en el día (días largos o cortos); también, de la sensibilidadlumínica de la especie cultivada. La luz muy intensa puede destruir la clorofilade las plantas. Cuando la intensidad lumínica está por encima de lo s 50.000 lux se realiza la

fotosíntesis. Por debajo de este número de lux hay necesidad de restablecer aquel valor, para que la fotosíntesis siga su proceso asimilador. La mayor partede los vegetales detienen su proceso vegetativo por debajo de 1.000 -2.000 lux. Si la iluminación es muy elevada, más de 100.000 lux, puede existir un excesode luminosidad que produzca una reducción en la asimilación fotosintética. La luminosidad varía según la latitud, y por consiguiente, varía según laposición del sol durante el día. Existe pues una luminosidad real, que es laluminosidad existente fuera del invernadero, y una real, que es la quetendremos en el interior del invernadero. Es conveniente conocer laluminosidad media de un lugar, para saber si es factible o no la construcción deun invernadero. La luminosidad potencial que alcanza una construcción, depende de la

inclinación y orientación de las paredes. Esto no sucede así en los días concielo cubierto, donde la luminosidad es difusa y, por lo tanto, tiene la mi smaintensidad en todas las direcciones; por lo tanto en este caso, la orientación einclinación de las paredes poco cuentan en las variaciones de luminosidad enel interior del invernadero. En días de cielo despejado, la distinta colocación de paredes y l as vertientes siinfluyen en la luminosidad que penetra en el invernadero. Para obtener lamáxima luz dentro del invernadero, deberemos estudiar tanto orientación comogeometría exterior. Uno de los problemas clásicos con los que nosencontramos es que tendremos una incidencia mayor de luz en la vertiente Sur que en la Norte, con lo que deberemos estudiar la geometría externa parapaliar este problema, para ello se hacen estructuras asimétricas y cilíndricas. La asimetría en el tejado modifica las condicion es de luminosidad con respectoa una colocación simétrica. Según los documentos obtenidos de la Caja Ruralde Almería, el ángulo de la vertiente Sur, en la zona del Mediterráneo (Almería,Granada, Málaga), debe ser igual a 8 ó 9 grados, mientras que el áng ulo nortede cubierta deberá estar comprendido entre 18 y 30 grados. Los invernaderos de recubrimientos parabólicos o semicilíndricos, obtienen losmejores resultados, al incidir sobre ellos el 90% de la luz total y, por lo tanto,una fracción de más del 75% podrá pasar a través del recubrimiento. Para reducir la luminosidad dentro del invernadero en épocas de mucho calor,el único método es el de la sombra, pudiéndose este ejecutar a través deencalado del techo o aplicando ciertos colorantes a los plástic os, así por

ejemplo, un material de color verde esmeralda, absorbe radiaciones rojas einfrarrojas, lo cual provoca una disminución de temperatura en el invernadero. Se puede automatizar riegos midiendo la intensidad de luz, pues es bien sabidoque el momento del día de mayores necesidades hídricas es el medio día,entre las 12 y 17 horas. Teniendo en cuenta esto, podremos activar los riegosen función de la intensidad de luz, además de alterar la proporción agua/abono,ya que en estos momentos necesitan más agua que abono. Si contamos con la ayuda de un Luxómetro, además de la automatización deriegos por intensidad de luz, podemos modificar la mezcla de agua abono



según la hora del día, ya que la conductividad eléctrica varía con latemperatura. Otro factor automatizable gracias al Luxómetro, es el nivel deCO2, pues como se explicará más adelante, los niveles de gas varían a lo largodel día, siendo muy bajos durante el centro del mismo.

5.- Humedad.

La cantidad de humedad presente en la atmósfera del invernadero está enproporción directa con la humedad del terreno, y más ampliamente, está enproporción directa con el balance hídrico del invernadero. Como hemos visto anteriormente, no debemos olvidar la estricta dependenciadel grado higrométrico y la temperatura. El aire que varia su temperatura de 10ºC a 25ºC, su grado higrométrico pasadel 60 al 25 %. Como vimos en el apartado de temperatura, al elevarse latemperatura, el grado higrométrico disminuye, con lo que se debería vaporizar agua para pode volver al grado higrométrico óptimo. El balance hídrico se hace teniendo en cuenta, por un lado, la cantidad de aguaque el terreno ha almacenado y retenido en mayor o menor medida y por otro,

las necesidades hídricas de un cultivo durante todo el ciclo ve getativo. Si la cantidad de agua que la planta consume es excesiva y llega a superar ladisponibilidad máxima, la planta reaccionará regulando los estomas ydisminuyendo las aberturas, con lo que la fotosíntesis disminuye. Esta situaciónse suele dar a medio día, momento de mayor ETP, en estos momentos lasnecesidades hídricas aumentan y los estomas se cierran, por lo que lafotosíntesis disminuye, justamente cuando la intensidad de luz es máxima. En el invernadero, al ser la velocidad del viento menor, y p oder actuar sobre elgrado de humedad del aire, el valor de la ETP disminuye, con lo que losestomas permanecen abiertos por un período mayor de tiempo, con lo queaumenta el trabajo de fotosíntesis de las plantas y de este modo se compensanlas pérdidas causadas por la disminución de radiación total. La mejor solución para aumentar la humedad en las épocas secas y cálidas, escon nebulizadores, con lo que conseguiremos un aumento de humedad y unadisminución de temperatura en una sola operación. El inconveniente de los nebulizadores es que no se pueden usar en invierno, yaque enfriarían mucho la atmósfera, aunque los problemas de humedad,raramente se dan en esta época y además es raro que los problemas detemperatura excesiva y humedad baja no vayan unidos. Si la humedad en el interior es alta, la única forma de reducirla es calentando elaire o abriendo las ventanas, para igualarla con la exterior. De lo contrario, nosencontraremos con los problemas descritos anteriormente de condensación enla cara interna del plástico y de goteo sobre el cultivo.

La humedad requerida por nuestro cultivo es de un 45 - 70%, siendo el óptimode humedad de 60%. Tanto el exceso como el defecto de humedad, influyen negativamente en loscultivos, estos defectos son: Por exceso de humedad:

Menor desarrollo vegetativo (disminuye la transpiración).

Mayor riesgo de enfermedades criptogámicas y bacterianas.



Corrimiento de flores.

Aumento de enfermedades.

Condensación de humedad, goteo.

Por defecto de humedad:

Deshidratación de los tejidos.

Menor desarrollo vegetativo (menos transpiración por cierre deestomas).

Deficiente fecundación y caída de flores.

6.- CO2.

El anhídrido carbónico es fundamental en la vida de las plantas, siendoimprescindible para realizar la fotosíntesis.

El nivel de este gas en la atmósfera es de un 0,03% (300 p.p.m.), pudiendovariar entre un 0,02 y 0,04%. De todos modos la concentración de e ste gasvaría mucho más en el interior del invernadero que en el aire libre. En las primeras horas de la mañana en un día despejado, la concentración deCO2 en el invernadero es más alta que en la atmósfera. En cuanto aumenta laintensidad luminosa y, por lo tanto, los procesos de organización, hay unabajada rápida de CO 2, que alcanza niveles muy bajos, por debajo de las 200p.p.m.. Por supuesto, el momento peor es el medio día, cuando la intensidadde luz es máxima, con lo que la fotosíntesis es también máxima y por lo tantotambién el consumo de CO2.

Durante algunas horas este nivel permanece constante hasta que la intensidadluminosa empieza a disminuir, desde este momento la concentración de gasempieza a aumentar, hasta alcanzar los niveles iniciales. Durante el invierno, en días de cielo nublado, la concentración de gas es menor que en los despejados, esto sucede así debido a que durante los días nubladoslos invernaderos permanecen cerrados, con lo que el aire no se renueva y elCO2 es absorbido por las plantas. Por lo tanto, entre los factores limitantes alnormal desarrollo de las plantas en los meses de invierno, hay que recordar nosolamente la luz, sino también la concentración de CO 2, recordando que laconcentración de este gas está íntimamente ligada con la energía solar y la

temperatura exterior. En los meses de verano, las altas temperaturas que se alcanzan en elinvernadero obligan a abrir las ventanas, con lo que la concentración del gas seiguala con la exterior. Hay que poner de relieve, si embargo, que a menudo la concentración de gaspresente en el invernadero no es suficiente para las necesidades de las plantashasta el punto de poder llegar a convertirse en factor limitante, tenida cuentatambién que en un invernadero los procesos fisiol ógicos adquieren unos ritmos



más intensos de desarrollo. La concentración de gas que requieren los cultivos varía mucho, segúnespecies y estado fenológico de las mismas, pero en las épocas de grandesarrollo, en que el proceso fotosintético alcanza los gr ados máximos, el nivelde CO2 puede situarse entre 700 y 1.000 p.p.m. en el cultivo de hortícolas,

pudiendo subir a niveles más altos en cultivos exigentes en este gas, como esel caso del tomate.

7.- Viento.

El viento es un factor muy importante a tener en cuenta, dado que si suvelocidad es muy alta, circunstancia muy normal en nuestra provincia, nopodremos abrir las ventanas del invernadero, por el peligro que esto supondríapara la instalación. Las ventanas del invernadero se deben abrir cuando la s condiciones climáticasen el interior sean peores que las exteriores. Estas condiciones pueden ser peores en cuanto a temperatura, humedad o porcentaje de CO 2. Ante cualquiera de estas circunstancias, de no haber un medio más sofisticadoque lo solucione, se deberán abrir las ventanas del invernadero, de forma quela humedad, temperatura o CO 2, vuelvan a los niveles aconsejados. En cualquiera de los casos deberemos tener muy en cuenta el viento, más aúnteniendo en cuenta que la zona donde se ubica el inv ernadero, sufre fuertesvientos, pudiendo llegar la racha máxima a alcanzar los 140 km./h. Siempre se deberán abrir las ventanas de barlovento, de manera que seproduzca una succión en estas ventanas por la velocidad del viento. Asípodremos renovar el aire del interior sin correr el riesgo de provocar que los

fuertes vientos incidan directamente en el interior del invernadero, lo que podríaprovocar fuertes desperfectos en la estructura. La apertura de las ventanas se realizará pues cuando alguno de los pa rámetroscitados, alcancen valores extremos y en el exterior tengan unas condicionesmejores. Es muy característico encontrarse situaciones en invierno, en las quetenemos un grado de humedad muy alto dentro del invernadero, o en verano,que muchas veces la temperatura interior es excesiva y el grado de CO 2 muybajo, con lo que se deben abrir las ventanas. La apertura de ventanas se debe de realizar sólo en casos en que no podamoscontrolar las condiciones interiores con los sistemas artificiales con los qu e

equipamos el invernadero, porque normalmente al abrir las ventanas,conseguimos mejorar el parámetro crítico, pero a costa de los demásparámetros.



Abonado

Fertilización.

1.- Manejo de fertilizantes. 1.1.- Fertirrigación.

1.2.- Los fertilizantes minerales.1.3.- Fertilizantes más comunes en fertirrigación.2.- Programa de fertilización.3.- Nutrición mineral en Cultivo Hidropónico

Fertilización

1.- Manejo de fertilizantes.

1.1.- Fertirrigación. La posibilidad de aplicación conjunta de agua y fertilizantes a través de lasinstalaciones de riego localizado, ha supuesto la utilización de nuevosproductos como fuente de nutrientes sobre los que se ha desarrollado unaamplia gama de fertilizantes.En la rama de los fertilizantes nitrogenados y dada su alta solubilidad y purezano supuso ningún problema la adaptación, y desde los primeros albores delriego por goteo se utilizaban, pero es en la de los fosfatados, donde hasta quese utilizó el ácido fosfórico y los fosfatos amónicos, no estuvo clara laefectividad de su utilización. En cuanto a los potásicos, el sulfato potásico ycloruro de potasio no son aconsejables si tenemos problemas de salinidad, conlo que habría de utilizarse la única fuente de potasio libre de sales que es el

nitrato potásico.La utilización de fertilizantes fosfatados totalmente solubles y la de nitratopotásico, supone que los precios sean más altos, si bien la alta riqueza y sumayor eficacia permiten reducir las dosis de aplicación, dando como resultadounos costos de fertilización similares e incluso inferiores a los del cultivotradicional.Posterior a estos fertilizantes aparece la línea de complejos, tanto sólidoscristalinos como líquidos, obtenidos sobre la base de lo s anteriores y quesuministran 2 ó más nutrientes fundamentales.Como norma general cualquier fertilizante para riego localizado ha de reunir lassiguientes características:

Debemos tener cuidado con el contenido de cloruros, sulfatos ysodio, capaces de incrementar sin necesidad el contenido salino oalcalino del suelo, principalmente en las zonas con suelos yaguas de altos niveles salinos.

Reacción neutra o ácida, a fin de evitar problemas deobstrucciones derivadas de la formación de precipitados.

Totalmente solubles en agua, libres de impurezas, con objeto deno obturar los sistemas de aplicación de fertilizantes y los



sistemas de filtrado.

Adecuada solubilidad a la temperatura normal de trabajo. Losfertilizantes totalmente solubles necesitan un volumen mínimo deagua para disolverse que varía según la temperatura del agua.

Debe tener buena miscibilidad y compatibilidad con otrosproductos a utilizar, lo que nos permitirá aplicar varios productos ala vez.

En los casos de fertilizantes líquidos debemos conocer su densidad que nospermitirá transformar las unidades de masa a volumen además de comprobar posibles adulteraciones de fertilizante. También ha de tenerse en cuenta queestos fertilizantes, al ser soluciones saturadas, si se someten a situaciones debajas temperaturas pueden favorecer depósitos de cristales, induciendo no sóloproblemas de obstrucciones sino alteraciones en la concentración de lasolución restante.Por otra parte, hemos de tener en cuenta que la aplicación de productos puedeatacar a los materiales de la instalación, principalmente a los accesorios

metálicos situados después del punto de entrada del fertilizante o productoquímico a la red.Debemos tener especial cuidad en la compatib ilidad de los abonos, de formaque no formen precipitados al mezclarse, ya que tendríamos problemas deobturaciones en tuberías y goteros. En el siguiente cuadro se muestras lascompatibilidades e incompatibilidades de algunos de los fertilizantes máscomunes.

Nitrato

sódico

Nitrato

potásico

Sulfato

magnésico

Nitrato

amónico

Nitrato

cálcico

Sulfato

amónico

Urea Fosfato

bicálcicNitratosódico

- C C C C C C C

Nitratopotásico

C - C C C C C C

Sulfatomagnésico

C C - C I C C I

Nitratoamónico

C C C - I C C C

Nitratocálcico

C C I I - I C I

Sulfatoamónico

C C C C I - C C

Urea C C C C C C - -

Fosfatobicálcico

C C I C I C - -

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En líneas generales, vemos que el nitrato potásico, cloruro potásico y sulfatopotásico son compatibles en sus mezclas con la mayoría de los fertilizantesempleados en fertirrigación.El nitrato cálcico no es compatible con el sulfato potásico, el fosfatomonoamónico, el sulfato biamónico, el ácido fosfórico, el sulfato amónico y

sulfato magnésico.No es recomendable usar en fertirrigación los abonos compuestos.No deben mezclarse abonos que lleven fósforo, hierro y calcio, ya que esseguro que formen precipitados.

1.2.- Los fertilizantes minerales. A continuación, vamos a exponer el papel de los fertilizantes minerales másimportantes, así como los problemas por el exceso de los mismos.

Papel del Nitrógeno.

Es el fertilizante que más influye en el crecimiento y rendimiento de lasplantas.

Es el elemento plástico más importante (albuminoides, proteínas,prótidos, etc.). Es uno de los componentes de la clorofila.

Las plantas sin la dotación de nitrógeno necesaria, crecen muy poco, ysu brotación es débil y de color pálido. Las que están bien dotadas,crecen rápidamente y con un color verde oscuro, señal de fuerteactividad fotosintética.

La falta de nitrógeno en las reservas al final del verano -otoño, puedeprovocar corrimiento de flor en la primavera siguiente.

Inconvenientes de los excesos:

Alarga la vegetación y los frutos tardan en madurar.

El fruto tiene menos aguante al transporte. En el tomate se aprecia uncolor deslavado del fruto, Jaspeado (Blotchy ripening).

Mayor sensibilidad a las plagas y enfermedades. Los tejidos verdes ytiernos, son fácilmente parasitados por pulgones, cochinillas, oidio ymildio.

Aumenta la salinidad del suelo y los efectos de la sequía.

Favorece las carencias de cobre, hierro y boro.Papel de Fósforo.

Da consistencia a los tejidos.

Favorece la floración, fecundación, fructificación y maduración.

Influye en la cantidad, peso y sanidad de semillas y frutos.

Favorece el desarrollo del sistema radicular.



Participa en la actividad funcional de la planta (fotosíntesis).

Es un factor de precocidad.

Es un elemento de calidad, haciendo las plantas más resistentes aplagas y enfermedades.

Inconvenientes más destacados.

Hasta la aparición de la fertirrigación, sólo era efectivo cuando seempleaba en labores profundas.

Se bloquea fácilmente en suelos calizos.

Puede provocar carencia de cobre, cinc, hierro y boro.

Papel del Potasio.

Favorece la formación de hidratos de carbono. Aumenta el peso de granos y frutos, haciéndolos más ricos en azúcar yzumo, mejorando su conservación.

Favorece la formación de raíces, y las plantas resisten mejor la sequía.

Es un elemento de equilibrio y sanidad, aportando mayor resistencia alas heladas, a las plagas y a las enfermedades.

Inconvenientes más destacados.

Puede inducir carencias de magnesio, cobre, cinc, manganeso y hierro.

Papel de la Cal.

Favorece el crecimiento.

Da resistencia a los tejidos vegetales.

Desarrolla el sistema radicular.

Influye en la formación, tamaño y maduración de frutos.

Inconvenientes del exceso.

Aumenta el pH y dificulta la absorción de algunos elementos, como elpotasio, boro, hierro y manganeso.

Forma fosfatos insolubles con el fósforo.Papel del Azufre.

Favorece el crecimiento y desarrollo de las plantas.

Si hay carencias, la fructificación no es completa.

Es un componente de las proteínas y enzimas.

Interviene en los procesos de formación de la clorofila.



Favorece la formación de nódulos en las raíces de las leguminosas.

Inconveniente:

Aumenta salinidad de los suelos.

Papel del Magnesio.

Es uno de los componentes principales de la clorofila, por lo que sucarencia reduce la formación de hidratos de carbono, así como lacapacidad productiva de las plantas.

Hace las plantas más resistentes a heladas y enfermedades.

Como emigra a las hojas jóvenes, puede producir grandes defoliaciones,si no existe en cantidad suficiente.

Los frutos hacen gran consumo de este elemento, por lo que no es raroencontrar carencias en una agricultura intensiva.

Es antagónico con el potasio, con lo que un abonado excesivo de éste

produce carencias de magnesio.Inconvenientes:

Aumenta el riesgo de salinización.

1.3.- Fertilizantes más comunes en fertirrigación. Los fertilizantes más comunes en fertirrigación son:

SIMPLES:

Solución 32 8% nítrico-8% amoniacal-16% ureico

Urea 46% N

Ácido Nítrico 12% N

Nitrato Amónico 33.5 %

Ácido Fosfórico (líquido) 40-54% P2O5

BINARIOS :

Nitrato Potásico 13-O-46

Sulfato de Potasa 50% K2O

Fosfato Monoamómico 12-61-0

Fosfato Monopotásico 0-52.2-34.5

Nitrato de Magnesio (cristalino) 11% N, 15,7% MgO

Nitrato de Magnesio (líquido) 6.6% N, 9.5% MgONitrato Cálcico 15.5% N, 19% Ca hidrosoluble

COMPLEJOS

LÍQUIDOS CRISTALINOS

4-8-12 14-30-15 15-5-30



8-4-12 15-15-30 19-6-6

0-4-8 20-20-20 13-26-26

6-8-8 20-5-30 15-30-15

12-4-6 13-40-13 16-5-23

5-15-5 28-14-14 0-0-10

Estos abonos complejos no se recomienda que se usen en fertirrigación , esmucho más aconsejable usar los abonos simples. Además de los citados abonos, tendremos un depósito con ácido nítrico para elcontrol de pH de la mezcla, la riqueza de este ácido es del 12%, con lo quetendremos que tenerlo en cuenta a la hora de calc ular la cantidad de losdistintos abonos a aplicar. Además de la riqueza de cada uno de los abonos, debemos tener en cuenta lareacción que provocan y la variación de pH que experimenta el agua de riego.Para ello contamos con los sensores de pH, de forma que mantiene el pH de lamezcla dentro de unos parámetros aceptables.

Reacción muy ácida: Fosfato monoamónico y Ácido Fosfórico

Reacción ácida: Nitrato Amónico, Sulfato Amónico, SulfatoPotásico, Nitrato de Magnesio y Nitrato Cálcico.

Reacción neutra: Nitrato Potásico, Solución N-32 (ligeramenteácido), Nitrato de Magnesio

2.- Programa de fertilización. El programa de fertilización, así como el de riego, es de muy difícil factura, yaque depende del cultivo y de su estado fenológico. No se disponen de datos deevapotranspiración del cultivo en sus distintas fases fenológicas, pero si sedispone de la experiencia de años de cultivo en Bizkaia, con lo que

dispondremos de los datos suficientes para calcular el riego, no así lafertilización, que tendremos que recurrir a otras fuentes para su cálculo.Cada cultivo necesita un seguimiento personalizado, ya que cada cultivo tieneunas necesidades hídricas y unas necesidades de fertilización concretas,dependiendo del estado fenológico del cultivo, la época de siembra y densidadde siembra.Lo ideal es tener un control del agua drenada en las bandejas de drenaje , deforma que a través de un estudio de estas, podamos saber la cantidad de cadauno de los fertilizantes que está tomando el cultivo.En la tomate una de las posibles combinaciones para conseguir que el cultivotenga a su disposición todo lo necesario podría ser: Nitrato de calcio, ácidofosfórico, nitrato potásico, nitrato de magnesio, microelementos.

Las dosis dependen del estado fenológico del cultivo. Así, por ejemplo,deberemos tener en cuenta que en ciertos momentos específicos de desarrollode la planta, hay que aportar mayor cantidad de unos elementos que de otros,debido a las mayores necesidades puntuales de la planta en estos momentos:

Nitrógeno: en brotación, crecimiento y engorde.

Fósforo: en prefloral, floral, y final de maduración.

Potasio: en engorde y maduración.



Magnesio: en brotación.

Calcio. En brotación, crecimiento y engorde.

3.- Nutrición mineral en cultivo hidropónico. La racional conducción de la hidroponía implica el conocimiento no sólo de losprocesos fisiológicos relativos a la absorción mineral e hídrica, sino también de

otros aspectos como la respiración, la fotosíntesis y la transpiración que estánestrechamente ligados con los primeros. La mayoría de explotacioneshortícolas comerciales que utilizan el cultivo hidropónico emplean sustratosmás o menos inertes, que apenas aportan elementos minerales al cultivo, siexceptuamos la arena de origen calcáreo que sumini stra cantidadesconsiderables de calcio y magnesio. La nutrición de la planta debe aportarsepor completo a través de la solución nutritiva, lo que trae consigo la posibilidadde un control preciso de la nutrición mineral según especie, momentofenológico, características climáticas, etc., para obtener la mayor rentabilidad alcultivo. Ahora bien, al tratarse de sustratos inertes carecen de capacidadtampón, equivocaciones o fallos en el control de la nutrición mineral o el ajustedel pH pueden ocasionar graves perjuicios a la plantación.La nutrición mineral de un cultivo hidropónico debe controlarse según lademanda de la planta mediante los oportunos análisis químicos, sobre todo, dela solución drenaje o la extraída del mismo sustrato. Dependiendo del a nálisisdel agua de riego, la especie cultivada y las condiciones climáticas se elaborala solución nutritiva de partida, a partir de entonces será el propio cultivo el quedicte las siguientes soluciones nutritivas a preparar. A continuación semuestran a título orientativo las soluciones nutritivas iniciales para tomate,lechua y pimiento de gernika:

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 <12Lechuga 19 0.5 2 9 5,5 2,25 1,5 <10 <10

Pimiento 15,1 1 1,6 5,5 5,5 2 1,75 <6 <6

A partir de estos valores o los adecuados según las características de laplantación se va ajustando periódicamente la solución nutritiva. Lo másaconsejable es analizar al menos la solución de drenaje cada 15 días. Enfunción de lo que la planta vaya tomando, de las condiciones climáticas y elestado fenológico del cultivo se vuelve a ajustar los nutrientes a aportar. En la

tabla siguiente se establecen las equivalencias entre la cantidad de losfertilizantes más comúnmente usados en hidroponía y los milimoles de losdistintos 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 cálcico 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 tóxicosy 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 lasolución nutritiva y en la de drenaje, puede suponerse que la planta lo hadejado "escapar" en la misma proporción que el drenaje fijado, es decir simantenemos un drenaje del 25%, y tenemos 12 mmoles/l de nit rato en lasolución 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 suponersecomo absorción bruta por parte de la planta. Por esta razón los elementos

tóxicos o aportados en cantidad excesiva se acumulan en la solución dedrenaje respecto a la solución nutritiva, al tomar la planta proporcionalmentemás cantidad de agua que de los mismos, de la misma forma si un nutriente esabsorbido proporcionalmente en más cantidad que el agua, su concentraciónen la solución de drenaje disminuirá respecto a la solución nutritiva. El fijarnosen las concentraciones relativas de los distintos iones en las solucionesnutritiva y de drenaje y estimar que iones se absorben en mayor o me nor proporción, es un método sencillo para el ajuste periódico de la soluciónaportada. 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 losórganos de mayor transpiración y apenas se retransportan vía floema, que lapráctica totalidad del ion amonio aportado se absorbe pero no convieneexcederse ya que es una forma fitotóxica en cantidad excesiva que fomenta endemasía el desarrollo vegetativo y que puede modificar el pH de la solución delentorno radical e interacciona negativamente con otros cationes, que con arenade 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 correctanutrición del cultivo.Los microelementos no suelen ajustarse por ser un tema engorroso, se sueleaportar una cantidad fija de alguna mezcla comercial de ellos, reforzandoindividualmente alguno cuando los análisis o la sintomatología de la plantación

lo aconsejen. Entendemos por microelementos Fe, Mn, Zn, Cu, B y Mo, ya queel Cl que también es esencial se requiere en escasísima cantidad y resultatóxico en las concentraciones que normalmente tenemos en nuestras aguas deriego.Para la preparación de la solución nutritiva se suele concentrar 100 veces,separando los fertilizantes incompatibles entre sí, y adicionándolos al 1% alagua de riego en una cuba de mezcla donde se ajusta el pH (normalmenteaportando ácido nítrico) y la C.E. Es aconsejable utilizar disoluciones nutritivasde menor concentración (manteniendo el equilibrio) en verano y másconcentrada en invierno, ya que siendo similares los requerimientos nutritivosde las plantas en una u otra época, durante los meses estivales la demandahídrica es mucho mayor.

Tipos de sustratos de cult iv o

1. ¿QUÉ ES UN SUSTRATO?.2. PROPIEDADES DE LOS SUSTRATOS DE CULTIVO.2.1. PROPIEDADES FÍSICAS.2.2. PROPIEDADES QUÍMICAS. 2.3. PROPIEDADES BIOLÓGICAS.3. CARACTERÍSTICAS DEL SUSTRATO IDEAL.4. TIPOS DE SUSTRATOS.4.1. Según sus propiedades.4.2. Según el origen de los materiales.

5. DESCRIPCIÓN GENERAL DE ALGUNOS SUSTRATOS.5.1. SUSTRATOS NATURALES. 5.2. SUSTRATOS ARTIFICIALES.

6. BIBLIOGRAFÍA.

1. ¿QUÉ ES UN SUSTRATO? Un sustrato es todo material sólido distinto del suelo, natural, desíntesis o residual, mineral u orgánico, que, colocado en uncontenedor, en forma pura o en mezcla, permite el anclaje delsistema radicular de la planta, desempeñando, por tanto, un papel



de soporte para la planta. El sustrato puede intervenir o no en elcomplejo proceso de la nutrición mineral de la planta.

2. PROPIEDADES DE LOS SUSTRATOS DE CULTIVO. 2.1. PROPIEDADES FÍSICAS.

A) POROSIDAD. Es el volumen total del medio no ocupado por las partículas

sólidas, y por tanto, lo estará por aire o agua en una ciertaproporción. Su valor óptimo no debería ser inferior al 80 -85 %,aunque sustratos de menor porosidad pueden ser usadosventajosamente en determinadas condiciones. La porosidad debe ser abierta, pues la porosidad ocluida, al noestar en contacto con el espacio abierto, no sufre intercambio defluidos con él y por tanto no sirve como almacén para la raíz. Elmenor peso del sustrato será el único efecto positivo. El espacio ovolumen útil de un sustrato corresponderá a la porosidad abierta. El grosor de los poros condiciona la aireación y retención de aguadel sustrato. Poros gruesos suponen una menor relaciónsuperficie/volumen, por lo que el equilibrio tensión

superficial/fuerzas gravitacionales se restablece cuando el poroqueda solo parcialmente lleno de agua, formando una película deespesor determinado. El equilibrio aire/agua se representa gráficamente mediante lascurvas de humectación. Se parte de un volumen unitario saturadode agua y en el eje de ordenadas se representa en porcentaje elvolumen del material sólido más el volumen de porosidad útil. Sele somete a presiones de succión crecientes, expresadas encentímetros de columnas de agua, que se van anotando en el ejede abcisas. A cada succión corresponderá una extracción deagua cuyo volumen es reemplazado por el equivalente de aire.De modo que a un valor de abcisas corresponde una ordenadade valor igual al volumen del mater ial sólido más el volumen deaire. El volumen restante hasta el 100 % corresponde al agua queaún retiene el sustrato. B) DENSIDAD. La densidad de un sustrato se puede referir bien a la del materialsólido que lo compone y entonces se habla de densidad real, obien a la densidad calculada considerando el espacio totalocupado por los componentes sólidos más el espacio poroso, yse denomina porosidad aparente. La densidad real tiene un interés relativo. Su valor varía según lamateria de que se trate y suele oscilar entre 2,5 -3 para la mayoría

de los de origen mineral. La densidad aparente indicaindirectamente la porosidad del sustrato y su facilidad detransporte y manejo. Los valores de densidad aparente seprefieren bajos (0,7-01) y que garanticen una cierta consistenciade la estructura. C) ESTRUCTURA. Puede ser granular como la de la mayoría de los sustratosminerales o bien fibrilar. La primera no tiene forma estable,acoplándose fácilmente a la forma del contenedor, mientras que



la segunda dependerá de las características de las fibras. Si sonfijadas por algún tipo de material de cementación, conservanformas rígidas y no se adaptan al recipiente pero tienen ciertafacilidad de cambio de volumen y consistencia cuando pasan desecas a mojadas. D) GRANULOMETRÍA.

El tamaño de los gránulos o fibras condiciona el comportamientodel sustrato, ya que además de su densidad aparente varía sucomportamiento hídrico a causa de su porosidad externa, queaumenta de tamaño de poros conforme sea mayor lagranulometría.

2.2. PROPIEDADES QUÍMICAS. La reactividad química de un sustrato se define como latransferencia de materia entre el sustrato y la solución nutritivaque alimenta las plantas a través de las raíces. Esta transferenciaes recíproca entre sustrato y solución de nutrientes y puede ser debida a reacciones de distinta naturaleza: a) Químicas. Se deben a la disolución e hidrólisis de los propios

sustratos y pueden provocar: Efectos fitotóxicos por liberación de iones H + y OH- yciertos iones metálicos como el Co+2.Efectos carenciales debido a la hidrólisis alcalina dealgunos sustratos que provoca un aumento del pH y laprecipitación del fósforo y algunos microelementos.Efectos osmóticos provocados por un exceso de salessolubles y el consiguiente descenso en la absorción deagua por la planta.

b) Físico-químicas. Son reacciones de intercambio de iones. Sedan en sustratos con contenidos en materia orgánica o lo s deorigen arcilloso (arcilla expandida) es decir, aquellos en los quehay cierta capacidad de intercambio catiónico (C.I.C.). Estasreacciones provocan modificaciones en el pH y en la composiciónquímica de la solución nutritiva por lo que el control de la nutriciónde la planta se dificulta. c) Bioquímicas. Son reacciones que producen la biodegradaciónde los materiales que componen el sustrato. Se producen sobretodo en materiales de origen orgánico, destruyendo la estructuray variando sus propiedades físicas. Esta biodegradación liberaCO2 y otros elementos minerales por destrucción de la materiaorgánica. Normalmente se prefieren son sustratos inertes frente a los

químicamente activos. La actividad química aporta a la soluciónnutritiva elementos adicionales por procesos de hidrólisis osolubilidad. Si éstos son tóxicos, el sustrato no sirve y hay quedescartarlo, pero aunque sean elementos nutritivos útilesentorpecen el equilibrio de la solución al superponer suincorporación un aporte extra con el que habrá que contar, ydicho aporte no tiene garantía de continuidad cuantitativa(temperatura, agotamiento, etc). Los procesos químicos tambiénperjudican la estructura del sustrato, cambiando sus propiedades



físicas de partida.2.3. PROPIEDADES BIOLÓGICAS.

Cualquier actividad biológica en los sustratos es claramenteperjudicial. Los microorganismos compiten con la raíz por oxígenoy nutrientes. También pueden degradar el sustrato y empeorar sus características físicas de partida. Generalmente disminuye su

capacidad de aireación, pudiéndose producir asfixia radicular. Laactividad biológica está restringida a los sustratos orgánicos y seeliminarán aquellos cuyo proceso degradativo sea demasiadorápido. Así las propiedades biológicas de un sustrato se puedenconcretar en: a) Veloc i dad de descom posi c ión. La velocidad de descomposición es función de la poblaciónmicrobiana y de las condiciones ambientales en las que seencuentre el sustrato. Esta puede provocar deficiencias deoxígeno y de nitrógeno, liberación de sustancias fitotóxicas ycontracción del sustrato. La disponibilidad de compuestos

biodegradables (carbohidratos, ácidos grasos y proteínas)determina la velocidad de descomposición. b ) Efectos de los productos de descom posi c ión.

Muchos de los efectos biológicos de los sustratos orgánicos seatribuyen a los ácidos húmicos y fúlvicos, que son los productosfinales de la degradación biológica de la lignina y la hemicelulosa.Una gran variedad de funciones vegetales se ven afectadas p or su acción.c) Act ivi dad reguladora del crec i mi ento. Es conocida la existencia de actividad auxínica en los extractosde muchos materiales orgánicos utilizados en los medios decultivo.

3. CARACTERÍSTICAS DEL SUSTRATO IDEAL. El mejor medio de cultivo depende de numerosos factores comoson el tipo de material vegetal con el que se trabaja (semillas,plantas, estacas, etc.), especie vegetal, condiciones climáticas,sistemas y programas de riego y fertilización, aspectoseconómicos, etc. Para obtener buenos resultados durante la germinación, elenraizamiento y el crecimiento de las plantas, se requieren las

siguientes características del medio de cultivo: a) Propiedades físicas: Elevada capacidad de retención de aguafácilmente disponible.Suficiente suministro de aire.Distribución del tamaño de las partículas quemantenga las condiciones anteriores.Baja densidad aparente.Elevada porosidad.



Estructura estable, que impida la contracción(o hinchazón del medio).

b) Propiedades químicas: Baja o apreciable capacidad de intercambiocatiónico, dependiendo de que lafertirrigación se aplique permanentemente o

de modo intermitente, respectivamente.Suficiente nivel de nutrientes asimilables.Baja salinidad.Elevada capacidad tampón y capacidad paramantener constante el pH.Mínima velocidad de descomposición.

c) Otras propiedades. Libre de semillas de malas hierbas,nematodos y otros patógenos y sustanciasfitotóxicas.Reproductividad y disponibilidad.Bajo coste.

Fácil de mezclar.Fácil de desinfectar y estabilidad frente a ladesinfección.Resistencia a cambios externos físicos,químicos y ambientales.

4. TIPOS DE SUSTRATOS. Existen diferentes criterios de clasificación de los sustratos,basados en el origen de los materiales, su naturaleza, suspropiedades, su capacidad de degradación, etc.

4.1. Según sus propiedades. Sustratos químicamente inertes . Arenagranítica o silícea, grava, roca volcánica,perlita, arcilla expandida, lana de roca, etc.Sustratos químicamente activos. Turbasrubias y negras, corteza de pino, vermiculita,materiales ligno-celulósicos, etc.

Las diferencias entre ambos vienen determinadaspor la capacidad de intercambio catiónico o lacapacidad de almacenamiento de nutrientes por parte del sustrato. Los sustratos químicamenteinertes actúan como soporte de la planta, nointerviniendo en el proceso de adsorción y fijaciónde los nutrientes, por lo que han de ser

suministrados mediante la solución fertilizante. Lossustratos químicamente activos sirven de soporte ala planta pero a su vez actúan como depósito dereserva de los nutrientes aportados mediante lafertilización. almacenándolos o cediéndolos segúnlas exigencias del vegetal.

Las diferencias entre ambos vienen determinadas por lacapacidad de intercambio catiónico o la capacidad dealmacenamiento de nutrientes por parte del sustrato. Los



sustratos químicamente inertes actúan como soporte de la planta,no interviniendo en el proceso de adsorción y fijación de losnutrientes, por lo que han de ser suministrados mediante lasolución fertilizante. Los sustratos químicamente activos sirven desoporte a la planta pero a su vez actúan como depósito dereserva de los nutrientes aportado s mediante la fertilización.

almacenándolos o cediéndolos según las exigencias del vegetal. 4.2. Según el origen de los materiales.

4.2.1. Materiales orgánicos. De origen natural. Se caracterizan por estar sujetos adescomposición biológica (turbas).De síntesis. Son polímeros orgánicos no biodegradables,que se obtienen mediante síntesis química (espuma depoliuretano, poliestireno expandido, etc.).Subproductos y residuos de diferentes actividadesagrícolas, industriales y urbanas. La mayoría de losmateriales de este grupo deben experimentar un procesode compostaje, para su adecuación como sustratos

(cascarillas de arroz, pajas de cereales, fibra de coco, orujode uva, cortezas de árboles, serrín y virutas de la madera,residuos sólidos urbanos, lodos de depuración de aguasresiduales, etc.).

4.2.2. Materiales inorgánicos o minerales. De origen natural. Se obtienen a partir de rocas ominerales de origen diverso, modificándose muchas vecesde modo ligero, mediante tratamientos físicos sencillos. Noson biodegradables (arena, grava, tierra volcánica, etc.).Transformados o tratados. A partir de rocas o minerales,mediante tratamientos físicos, más o menos complejos,que modifican notablemente las características de losmateriales de partida (perlita, lana de roca, vermiculita,arcilla expandida, etc.).Residuos y subproductos industriales. Comprende losmateriales procedentes de muy distintas actividadesindustriales (escorias de horno alto, estériles del carbón,etc.).

5. DESCRIPCIÓN GENERAL DE ALGUNOS SUSTRATOS. 5.1. SUSTRATOS NATURALES.

A) AGUA.

Es común su empleo como portador de nutrientes, aunquetambién se puede emplear como sustrato.B) GRAVAS. Suelen utilizarse las que poseen un diámetro entre 5 y 15 mm.Destacan las gravas de cuarzo, la piedra pómez y las quecontienen menos de un 10% en carbonato cálcico. Su densidadaparente es de 1.500-1.800 kg/m3. Poseen una buena estabilidadestructural, su capacidad de retención del agua es baja si bien suporosidad es elevada (más del 40% del volumen). Su uso como



sustrato puede durar varios años. Algunos tipos de gravas, comolas de piedra pómez o de arena de río, deben lavarse antes deutilizarse. Existen algunas gravas sintéticas, como la herculita,obtenida por tratamiento térmico de pizarras.C) ARENAS. Las que proporcionan los mejores resultados son las arenas de

río. Su granulometría más adecuada oscila entre 0,5 y 2 mm dediámetro. Su densidad aparente es similar a la grava. Sucapacidad de retención del agua es media (20 % del peso y másdel 35 % del volumen); su capacidad de aireación disminuye conel tiempo a causa de la compactación; su capacidad deintercambio catiónico es nula. Es relativamente frecuente que sucontenido en caliza alcance el 8-10 %. Algunos tipos de arenadeben lavarse previamente. Su pH varía entre 4 y 8. Sudurabilidad es elevada. Es bastante frecuente su mezcla conturba, como sustrato de enraizamiento y de cultivo encontenedores.D) TIERRA VOLCÁNICA.

Son materiales de origen volcánico que se utilizan sin someterlosa ningún tipo de tratamiento, proceso o manipulación. Estáncompuestos de sílice, alúmina y óxidos de hierro. Tambiéncontiene calcio, magnesio, fósforo y algunos oligoelementos. Lasgranulometrías son muy variables al igual que sus propiedadesfísicas. El pH de las tierras volcánicas es ligeramente ácido contendencias a la neutralidad. La C.I.C. es tan baja que debeconsiderarse como nulo. Destaca su buena aireación, la inerciaquímica y la estabilidad de su estructura. Tiene una bajacapacidad de retención de agua, el material es poco homogéneoy de difícil manejo.E) TURBAS. Las turbas son materiales de origen vegetal, de propiedadesfísicas y químicas variables en función de su origen. Se puedenclasificar en dos grupos: turbas rubias y negras. Las turbas rubiastienen un mayor contenido en materia orgánica y están menosdescompuestas, las turbas negras están más mineralizadasteniendo un menor contenido en materia orgánica.Es más frecuente el uso de turbas rubias en cultivo sin suelo,debido a que las negras tienen una aireación deficiente y unoscontenidos elevados en sales solubles. Las turbias rubias tiene unbuen nivel de retención de agua y de aireación, pero muy variableen cuanto a su composición ya que depende de su origen. La

inestabilidad de su estructura y su alta capacidad de intercambiocatiónico interfiere en la nutrición vegetal, presentan un pH queoscila entre 3,5 y 8,5. Se emplea en la producción ornamental yde plántulas hortícolas en semilleros.

Propiedades de las turbas (Fernández et al. 1998)

Propiedades Turbas rubias Turbas negras



Densidad aparente(gr/cm3)

0,06 - 0,1 0,3 - 0,5

Densidad real (gr/cm3) 1,35 1,65 - 1,85

Espacio poroso (%) 94 o más 80 - 84

Capacidad de absorción

de agua (gr/100 gr m.s.) 1.049 287 Aire (% volumen) 29 7,6

Agua fácilmentedisponible (% volumen) 33,5 24

Agua de reserva (%volumen) 6,5 4,7

Agua difícilmentedisponible (% volumen)

25,3 47,7

C.I.C. (meq/100 gr) 110 - 130 250 o más

F) CORTEZA DE PINO. Se pueden emplear cortezas de diversas especies vegetales,aunque la más empleada es la de pino, que procede básicamentede la industria maderera. Al ser un material de origen naturalposee una gran variabilidad. las cortezas se emplean en estadofresco (material crudo) o compostadas. Las cortezas crudaspueden provocar problemas de deficiencia de nitrógeno y defitotoxicidad. Las propiedades físicas dependen del tamaño desus partículas, y se recomienda que el 20-40% de dichaspartículas sean con un tamaño inferior a los 0,8 mm. es unsustrato ligero, con una densidad aparente de 0,1 a 0,45 g/cm3.La porosidad total es superior al 80 -85%, la capacidad de

retención de agua es de baja a media, siendo su capacidad deaireación muy elevada. El pH varía de medianamente ácido aneutro. La CIC es de 55 meq/100 g. G) FIBRA DE COCO. Este producto se obtiene de fibras de coco. Tiene una capacidadde retención de agua de hasta 3 o 4 veces su peso, un pHligeramente ácido (6,3-6,5) y una densidad aparente de 200kg/m3. Su porosidad es bastante buena y debe ser lavada antesde su uso debido al alto contenido de sales que posee.

5.2. SUSTRATOS ARTIFICIALES. A) LANA DE ROCA. Es un material obtenido a partir de la fundición industrial a más de

1600 ºC de una mezcla de rocas basálticas, calcáreas y carbónde coke. Finalmente al producto obtenido se le da una estructurafibrosa, se prensa, endurece y se corta en la forma deseada. Ensu composición química entran componentes como el sílice yóxidos de aluminio, calcio, magnesio, hierro, etc. Es considerado como un sustrato inerte, con una C.I.C. casi nulay un pH ligeramente alcalino, fácil de controlar. Tiene unaestructura homogénea, un buen equilibrio entre agua y aire, peropresenta una degradación de su estructura, lo que condiciona que



su empleo no sobrepase los 3 años. Es un material con una gran porosidad y que retiene mucha agua,pero muy débilmente, lo que condiciona una disposición muyhorizontal de las tablas para que el agua se distribuyauniformemente por todo el sustrato.

Propiedades de la lana de roca (Fernándezet al. 1998)

Densidad aparente(gr/cm3)

0,09

Espacio poroso (%) 96,7

Material sólido (%volumen)

3,3

Aire (% volumen) 14,9

Agua fácilmente

disponible + agua dereserva (% volumen)

77,8

Agua difícilmentedisponible (% volumen)

4

B) PERLITA. Material obtenido como consecuencia de un tratamiento térmico aunos 1.000-1.200 ºC de una roca silícea volcánica del grupo delas riolitas. Se presenta en partículas blancas cuyas dimensionesvarían entre 1,5 y 6 mm, con una densidad baja, en generalinferior a los 100 kg/m3. Posee una capacidad de retención deagua de hasta cinco veces su peso y una elevada porosidad; su

C.I.C. es prácticamente nula (1,5-2,5 meq/100 g); su durabilidadestá limitada al tipo de cultivo, pudiendo llegar a los 5 -6 años. SupH está cercano a la neutralidad (7-7,5) y se utiliza a veces,mezclada con otros sustratos como turba, arena, etc.

Propiedades de la perlita (Fernández et al. 1998)

Propiedades físicas

Tamaño de las partículas (mmde diámetro)

0-15

(Tipo B-6)

0-5 (Tipo B-

12)

3-5 (Tipo A-

13)

Densidad aparente(Kg/m3)

50-60 105-125 100-120

Espacio poroso (%) 97,8 94 94,7

Material sólido (%volumen)

2,2 6 5,3

Aire (% volumen) 24,4 37,2 65,7



Agua fácilmentedisponible (% volumen)

37,6 24,6 6,9

Agua de reserva (%volumen)

8,5 6,7 2,7

Agua difícilmente

disponible (% volumen) 27,3 25,5 19,4

C) VERMICULITA. Se obtiene por la exfoliación de un tipo de micas sometido atemperaturas superiores a los 800 ºC. Su densidad aparente esde 90 a 140 kg/m3, presentándose en escamas de 5 -10 mm.Puede retener 350 litros de agua por metro cúbico y posee buenacapacidad de aireación, aunque con el tiempo tiende acompactarse. Posee una elevada C.I.C. (80-120 meq/l). Puedecontener hasta un 8% de potasio asimilable y hasta un 12% demagnesio asimilable. Su pH es próximo a la neutralidad (7 -7,2).D) ARCILLA EXPANDIDA. Se obtiene tras el tratamiento de de nódulos arcillosos a más de100 ºC, formándose como unas bolas de corteza dura y undiámetro, comprendido entre 2 y 10 mm. La densidad aparente esde 400 kg/m3 y posee una baja capacidad de retención de agu a yuna buena capacidad de aireación. Su C.I.C. es prácticamentenula (2-5 meq/l). Su pH está comprendido entre 5 y 7. Conrelativa frecuencia se mezcla con turba, para la elaboración desustratos.

E) POLIESTIRENO EXPANDIDO. Es un plástico troceado en flóculos de 4-12 mm, de color blanco.Su densidad es muy baja, inferior a 50 Kg/m3. Posee pocacapacidad de retención de agua y una buena posibilidad de

aireación. Su pH es ligeramente superior a 6. Suele utilizarsemezclado con otros sustratos como la turba, para mejorar lacapacidad de aireación.

6. BIBLIOGRAFÍA.

CANOVAS, F.; DÍAZ, J.R. 1993. Cultivos Sin suelo. CursoSuperior de Especialización. Ed. Instituto de Estudios Almerienses. Fundación para la Investigación Agraria en laProvincia de Almería. Almería.

CANOVAS, F.; MAGNA, J.J.; BOUKHALFA, A. Cultivos sin suelo.Hidroponía. En Técnicas de producción de frutas y hortalizas enlos cultivos protegidos del Sureste español. Ed. Instituto de laCaja Rural de Almería. Almería.



FERNÁNDEZ, M.M.; AGUILAR, M.I.; CARRIQUE J.R.;TORTOSA, J.; GARCÍA, C.; LÓPEZ, M.; PÉREZ, J.M. 1998.Suelo y medio ambiente en invernaderos. Consejería de Agricultura y Pesca. Junta de Andalucía. Sevilla.

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TERRES, V.; ARTETXE, A.; BEUNZA, A. 1997. Caracterización

física de los sustratos de cultivo. Revista Horticultura Nº 125 -Diciembre 1997.

URRESTARAZU, M. 1997. Manual De Cultivo Sin Suelo. Ed.Servicio de Publicaciones Universidad de Almería. Almería.



SUS TR ATOS P ROPIED ADES FISIC O QUIMIC AS

SUSTRATOS PROPIEDADES FISICO QUIMICAS TURBA TURBA C

PROPIEDADES RUBIA NEGRA ARENA VERMICULITA

Densidad real gr/cm3 1,35 1,83 2,62 2,52

Densidad aparente gr/cm3. 0,05/0,2 0,30 1,35/1,5 0,08/0,13 Capa de absorb de agua gr de agua/100 gr de material 800/1100 250/300 429,00

Capacidad de aireación en % 0-10 cms. Tensión 30,00 5,00 8,00 30,00 Agua facilmente disponible % 10-50 cms Tensión 34,00 25,00 20,00 20,00

Agua de reserva % 50-100 cms. Tensión 7,00 8,00 7,00 7,00

Agua dificilmente disponible % 100-15.000 cms. T 21,00 50,00 1,00

Material solido % 8,00 13,00 62,00

Estabilidad del material Poca Poca Estable Poca Estabilidad quimica Mucha Algo Poca Poco

Biológicas Segun Segun Segun Inerte Seg

Capacidad de Intercambio Cationico meq/100gr. 100/150 250/350 65/140

Precio/litro de substrato 5,00 6,00 5,00 10,00 Presentaciones comerciales en Litros de Substrato 30,00 30,00 25,00 25,00

Densides recomendadas por los vendedores para Tomate. 1,00 1,00 1,00 1,00 Litros de substrato/m2. 30,00 30,00 25,00 25,00

Agua facilmente disponible en litros/m2 10,20 7,50 5,00 5,00 Agua de reserva en litros /m2. 2,10 2,40 1,75 1,75

Agua total utilizable /m2. 12,30 9,90 6,75 6,75

Costo del substrato /m2. 150,00 180,00 125,00 250,00 Costo de cada litro de Agua total. 12,20 18,18 18,52 37,04

Costo de cada litro de aire 16,67 120,00 62,50 33,33 Manejo; Kg de Subs/m2. 3,60 8,70 35,00 2,50



Cálculo y d i mensi onami ento del r i ego según el sustrato usado

TURBA TURBA C1.- SUBSTRATO RUBIA NEGRA ARENA VERMICULITA D1.1.- UNIDAD BASICA (U.B)

A)Dimensiones B)Volumen U.B 30,00 30,00 25,00 25,00

C)Agua Útil(AU+AR) de la U.B 12,30 9,90 6,75 6,75 (AU+AR) 41,00 33,00 27,00 27,00

1.2.- HIPOTESIS DE TRABAJO D)Nivel de agotamiento del agua

en la U.B 5% de B 0,62 0,50 0,34 0,34 E)Agua de drenaje 20% de D 0,12 0,10 0,07 0,07

F)Agua de cada riego (D+E) 0,74 0,59 0,41 0,41

2.-INSTALACION DE RIEGO G) Caudal del gotero 3,00 3,00 3,00 3,00 H) Nº de goteros por U.B 3,00 3,00 3,00 3,00 I

)Caudal unitario de la U.B (G*H) 9,00 9,00 9,00 9,00

3.- PLAN DE RIEGO J) Duración de cada riego (F/I)*60 min. (En

Minutos) 4,92 3,96 2,70 2,70

K)Necesidades de agua por m2/día 3,00 3,00 3,00 3,00 L) Superficie de cultivo por U.B m2. 2,00 2,00 2,00 2,00 M)Agua por día y U.B (K*L) 6,00 6,00 6,00 6,00 N)Numero de riegos por día (M/F) 8,13 10,10 14,81 14,81



El agua H20

El agua: La vida se apoya en su comportamiento anormal El agua, una molécula simple y extraña, puede ser considerada como el líquido de la vida.Es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres estados yes además el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del pesode de la mayor parte de las formas vivas es agua.

El agua fue además el soporte donde surgió la vida. Molécula con un extrañocomportamiento que la convierten en una sustancia diferente a la mayoría de los líquidos,posee una manifiesta reaccinabilidad y posee unas extraordinarias propiedades físicas yquímicas que van a ser responsables de su importancia biológica. Durante la evolución de la vida, los organismos se han adaptado al ambiente acuoso y handesarrollado sistemas que les permiten aprovechar las inusitadas propiedades del agua.

Estructura del agua

Propiedades físicoquímicas

Acción disolventeElevada fuerza de cohesión

Elevada fuerza de adhesiónGran calor específicoElevado calor de vaporización

Funciones biológicas

Ionización del agua

Disociación del aguaProducto iónico del aguaConcepto de pHSistemas tampón

Ósmosis y fenómenos osmóticos

Las sales minerales

Estructura del aguaLa molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O pormedio de dos enlaces covalentes. La disposición tetraédrica de los orbitales sp3 del oxígenodetermina un ángulo entre los enlacesH-O-HAproximadamente de 104'5º, además el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y

atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.



Fig.1

Fig.2

Fig.3

El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual númerode protones que de electrones ), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, loque la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidadde carga negativa , mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos

parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la práctica la molécula de agua se comporta como un dipolo

Fig.4 Fig.5

Así se establecen interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua,formándose enlaces o puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de unamolécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomosde hidrógeno de otras moléculas adyacentes.Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua sedispongan otras cuatro molécula unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme enel agua (líquida o sólida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de sucomportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades físicoquímicas.Principio de página

Propiedades del agua1. Acción disolvente

El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el

disolvente universal. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, sedebe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que

pueden presentar grupos polares o con carga iónica ( alcoholes, azúcares congrupos R-OH , aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas + y - , lo

que da lugar a disoluciones moleculares Fig.7. También las moléculas de aguapueden disolver a sustancias salinas que se disocian formando disoluciones

iónicas.(Fig.6)



Fig.6 Fig.7

En el caso de las disoluciones iónicas (fig.6) los iones de las sales son atraídos porlos dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua enforma de iones hidratados o solvatados.La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones :

Medio donde ocurren las reacciones del metabolismo

Sistemas de transporte

2. Elevada fuerza de cohesiónLos puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas,formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casiincomprensible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animalescomo un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadorescapaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidosinternos.

3. Elevada fuerza de adhesión

Fig.8

Esta fuerza está tambiénen relación con lospuentes de hidrógenoque se establecen entrelas moléculas de agua yotras moléculas polares yes responsable, junto conla cohesión del llamadofenómeno de lacapilaridad. Cuando seintroduce un capilar(Fig.8) en un recipiente

con agua, ésta asciendepor el capilar como sitrepase agarrándose porlas paredes, hastaalcanzar un nivelsuperior al del recipiente,



donde la presión que ejerce la columna de agua , se equilibra con la presióncapilar. A este fenómeno se debe en parte la ascensión de la savia bruta desde lasraíces hasta las hojas, a través de los vasos leñosos.

3. Gran calor específicoTambién esta propiedad está en relación con los puentes de hidrógeno que seforman entre las moléculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidadesde "calor" que utiliza para romper los p.de h. por lo que la temperatura se elevamuy lentamente. Esto permite que el citoplasma acuoso sirva de protección antelos cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante .

4. Elevado calor de vaporizaciónSirve el mismo razonamiento, también los p.de h. son los responsables de estapropiedad. Para evaporar el agua , primero hay que romper los puentes yposteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética parapasar de la fase líquida a la gaseosa.Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de20º C.

Funciones del aguaLas funciones del agua se relacionan íntimamente con las propiedades anteriormente

descritas. Se podrían resumir en los siguientes puntosSoporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas

Amortiguador térmico

Transporte de sustancias

Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos

Favorece la circulación y turgencia

Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos

Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando

hidrogeniones o hidroxilos al medio.

Ionización del aguaDisociación del agua

Fig.9

El agua pura tiene la capacidad de disociarse en iones, por lo que en realidad sepuede considerar una mezcla de :

agua molecular (H2O )

protones hidratados (H3O+ ) e



iones hidroxilo (OH-)

En realidad esta disociación es muy débil en el agua pura, y así el producto iónicodel agua a 25º es

Este producto iónico es constante. Como en el agua pura la concentración dehidrogeniones y de hidroxilos es la misma, significa que la concentración dehidrogeniones es de 1 x 10 -7. Para simplificar los cálculos Sorensen ideó expresardichas concentraciones utilizando logaritmos, y así definió el pH como el logaritmocambiado de signo de la concentración de hidrogeniones. Según ésto:

disolución neutra pH = 7

disolución ácida pH < 7

disolución básica pH > 7

En la figura 10 se señala el pH de algunas soluciones. En general hay que decir quela vida se desarrolla a valores de pH próximos a la neutralidad.

Figura 10

Los organismos vivos no soportan variaciones del pH mayores de unas décimas deunidad y por eso han desarrollado a lo largo de la evolución sistemas de tampón obuffer, que mantienen el pH constante mediante mecanismos homeostáticos. Los

sistemas tampón consisten en un par ácido-base conjugada que actúan como dadory aceptor de protones respectivamente.

El tampón bicarbonato es común en los líquidos intercelulares, mantiene el pH envalores próximos a 7,4, gracias al equilibrio entre el ión bicarbonato y el ácido

carbónico, que a su vez se disocia en dióxido de carbono y agua:

Si aumenta la concentración de hidrogeniones en el medio por cualquier procesoquímico, el equilibrio se desplaza a la derecha y se elimina al exterior el exceso deCO2 producido. Si por el contrario disminuye la concentración de hidrogenionesdel medio, el equilibrio se desplaza a la izquierda, para lo cual se toma CO2 del

medio exterior.



Ósmosis

1. Ósmosis y presión osmóticaSi tenemos dos disoluciones acuosas de distinta concentración separadas por una

membrana semipermeable (deja pasar el disolvente pero no el soluto ), se pruduceel fenómeno de la ósmosis que sería un tipo de difusión pasiva caracterizada por el

paso del agua ( disolvente ) a través de la membrana semipermeable desde lasolución más diluida ( hipotónica ) a la más concentrada (hipertónica ), este

trasiego continuará hasta que las dos soluciones tengan la misma concentración (isotónicas o isoosmóticas ).

Figura 11

Y se entiende por presión osmótica la presión que sería necesaria para detener elflujo de agua a través de la membrana semipermeable.La membrana plasmática de la célula puede considerarse como semipermeable, ypor ello las células deben permanecer en equilibrio osmótico con los líquidos que

las bañan.

Figura 12

Cuando las concentraciones de los fluidos extracelulares e intracelulares es igual ,ambas disoluciones son isotónicas.Si los líquidos extracelulares aumentan su concentración de solutos se hacerhipertónicos respecto a la célula, y ésta pierde agua, se deshidrata y mueren(plamólisis).Y si por el contrario los medios extracelulares se diluyen, se hacen hipotónicos

respecto a la célula, el agua tiende a entrar y las células se hinchan, se vuelventurgentes ( turgescencia ), llegando incluso a estallar. (Figura 12).

2. La difusión y la diálisisLos líquidos presentes en los organismos son dispersiones de diversas sustancias enel seno del agua. Según el tamaño de las partículas se formarán dispersionesmoleculares o disoluciones verdaderas como ocurre con las que se forman con lassales minerales o por sustancias orgánicas de moléculas pequeñas, como losazúcares o aminoácidos.



Figura 13

Las partículas dispersas pueden provocarademás del movimiento de ósmosis , estosotros dos:La diálisis. En este caso pueden atravesar la

membrana además del disolvente, moléculasde bajo peso molecular y éstas pasanatravesando la membrana desde la soluciónmás concentrada a la más diluida. (Figura13). Es el fundamento de la hemodiálisis queintenta sustituir la filtración renaldeteriorada.La difusiónsería el fenómeno por el cual lasmoléculas disueltas tienden a distribuirseuniformemente en el seno del agua. Puedeocurrir también a través de una membranasi es lo suficientemente permeable.

Así se realizan los intercambios de gases y de algunos nutrientes entre la célula y elmedio en el que vive.

Principio de páginaSales minerales

Además del agua existe otras biomoléculas inorgánicas como las sales minerales. Enfunción de su solubilidad en agua se distinguen dos tipos: insolubles y solubles en agua.

Sales insolubles en agua.

Forman estructuras sólidas, que suelen tener función de sostén o protectora, como

Esqueleto interno de vertebrados, en el que encontramos : fosfatos, cloruros, ycarbonatos de calcio

Caparazones de carbonato cálcico de crustáceos y moluscos.

Endurecimiento de células vegetales, como en gramíneas (impregnacióncon sílice).

Otolitos del oído interno,formados por cristales de carbonato cálcico(equilibrio).

Sales solubles en agua.

Se encuentran disociadas en sus iones (cationes y aniones ) que son losresponsables de su actividad biológica. Desempeñan las siguientes funciones:

Funciones catalíticas. Algunos iones, como el Cu+, Mn2+, Mg2+,

Zn+,...actúan como cofactores enzimáticos

Funciones osmóticas. Intervienen en los procesos relacionados con ladistribución de agua entre el interior celular y el medio donde vive esacélula. Los iones de Na, K, Cl y Ca, participan en la generación degradientes electroquímicos, imprescindibles en el mantenimiento delpotencial de membrana y del potencial de acción y en la sinapsis neuronal.

Función tamponadora. Se lleva a cabo por los sistemas carbonato-bicarbonato, y también por el monofosfato-bifosfato.



Pasos para realizar cultivo Hidropónico

Escoger la planta que se va a cultivar: El primer paso ± y sin duda el más importante ± esescoger la especie de planta que se desea cultivar. La elección de la planta determina en granmedida el posible éxito o fracaso de un cultivo hidropónico ya que se debe escoger una especieque se desarrolle correctamente en el ambiente que se tiene disponible. No es viable cultivar

tomate a una altura de 3000 metros y tampoco lo es cultivar lechuga cuando la temperaturemedia es de 28°C. Hay que conocer las condiciones en las que se va a cultivar y escoger plantasque sean adecuadas para dichas circunstancias.

2. Determinar el sistema de cultivo : El segundo paso requiere determinar que sistema decultivo hidropónico se va a utilizar. Este paso está muy ligado a la viabilidad económica del proyecto y a la especie de planta escogida ya que diferentes tipos de planta en diferentes climasrequieren de distintos sistemas. Los materiales requeridos para construir un sistema también lo pueden hacer muy costoso y poco viable así sea la mejor opción desde un punto de vistatécnico. En resumen escoger el mejor sistema, más barato posible es la mejor opción a la horade determinar el sistema de cultivo hidropónico.

3. Diseñar y determinar los regímenes nutritivos : Una vez se ha diseñado el sistema que seva a utilizar y se ha escogido la planta que será cultivada se debe planear un régimen nutritivoque tenga en cuenta las diferentes etapas de crecimiento y las características de asimilación denutrientes de la planta que se quiere cultivar. No es lo mismo cultivar una planta como lalechuga ± que no da frutos ± a cultivar una planta como el tomate cuyo objetivo es producir frutos en la mayor cantidad y con la mayor calidad posible.

4. Realizar una prueba a pequeña escala : Este es quiza el punto donde fallan la mayoría delas empresas hidropónicas que no logran obtener buenos resultados. Lo más importante a la horade empezar un cultivo hidropónico comercial o un cultivo hidropónico de tamaño importante esrealizar un estudio piloto a pequeña escala para ver si las propuestas hechas en los pasosanteriores si son en realidad viables bajo las condiciones ambientales propuestas. Muchas vecesla experiencia en distintos climas, terrenos o países no es directamente transferible a las

condiciones en las que se desea realizar el cultivo y asumir que esto se puede hacer antes detener resultados a pequeña escala es un grave error.

5. Corregir los problemas de la pequeña escala y ampliar en factores de 2 . Una vez serealiza una prueba a pequeña escala se vuelve mucho más fácil el ver los errores que existen enla práctica. Si estos errores ya han sido detectados se pueden entonces corregir para poder tener un cultivo exitoso. Después de haberse corregido los errores se puede entonces proceder aampliar el cultivo al doble de su tamaño repitiendo el proceso para poder abordar los distintos problemas que vayan surgiendo mientras se va ampliando la escala de aplicación.

Es importante tener en cuenta que seguir los pasos determinados anteriormente no garantiza eléxito, sin embargo la probabilidad de fracasar disminuye significativamente cuando los problemas se aproximan de una manera metódica y con un plan claro en mente. Para adquirir

más conocimiento sobre los pasos anteriores y poder empezar tu primer cultivo hidropónico conuna mayor probabilidad de éxito toma el curso de 10 horas gratuito disponible mediante un link en el menu situado en la parte izquierda de la página.



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Cultivos Hortícolas

Hidroponía

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