Cultivo hidropónico: sustratos y riego

El tipo de sustrato elegido para la sujeción de los cultivos en hidroponía es muy importante ya que va a influir en la capacidad de oxigenación de las raíces y la retención de humedad y fertilizantes para una correcta nutrición y desarrollo de la planta. 

Este sustrato estará en contacto con la disolución de agua y fertilizantes aplicada a las plantas y su composición y pH se puede ver afectada por el propio pH de la propia solución nutritiva.

En la hidroponía sin sustrato o NFT (Nutrient Film Technique), el ajuste de estos valores adquiere la misma importancia, pero estos no entran en contacto con ningún sustrato que pueda alterar sus valores óptimos y, por lo tanto, solo influye el pH de la solución nutritiva.

Riego sin suelo agrícola

Como sabemos, el pH (o potencial de Hidrógeno) del agua mide el grado de su acidez, es decir, el nivel de concentración de hidrogeniones (iones positivos de Hidrógeno) de la disolución, y se mide en una escala del 1 al 14. Al igual que ocurre para nosotros, las plantas requieren de un fuerte control sobre el pH de las disoluciones absorbidas.

Así como el agua embotellada que consumimos ha sido desalinizada y ajustados los valores del pH a normales para que esta resulte beneficiosa, pasa con las plantas. A través de los sistemas de fertirriego se inyecta una disolución en la que agua y nutrientes interaccionan y cuyos valores resultantes influirán en la correcta absorción de los nutrientes. Según el tipo de planta, fertilizantes y entorno de crecimiento, el pH óptimo para la absorción de los nutrientes requeridos por la planta variará y, por tanto, deberá ser ajustado al valor deseado, acidificando o alcalinizando esta disolución. 

Equipo de fertirrigación XILEMA© para cultivo ecológico de Novagric

Normalmente, las aguas de riego suelen presentar un pH muy alcalino y superior al óptimo por la presencia de sales disueltas, por eso sus valores se monitorean y regulan junto a los de los nutrientes. De esto se encargan los sistemas de fertirrigación: el agricultor ajusta los valores requeridos según el tipo de cultivo y fase de crecimiento, para que luego de forma automatizada los equipos inyecten la disolución en los plazos y valores indicados.

Los equipos más modernos permiten su control y gestión de forma remota e integrada. Ejemplo de ello son algunos sistemas de fertirriego con los que realizamos nuestras formaciones, como son los de la marca XILEMA©, de Novagric, con control remoto vía App, que junto con la instalación de los equipos OPTIMUM©, de Nutricontrol, manejan a tiempo real en un entorno virtual que monitoriza y acciona de forma integrada, todos los actuadores del invernadero tecnológico (riego, clima, ventilación y pantallas).

Equipos XILEMA© y OPTIMUM© en los invernaderos tecnificados de Novagric en Alhama de Murcia

Tipos de sustratos

Existen diversos tipos de sustrato de sujeción para cultivos hidropónicos, categorizados en orgánicos, inorgánicos y sintéticos. Cada uno de ellos posee unas determinadas características más o menos apropiadas para unos u otros cultivos, pero todos ellos deben poseer unas determinadas propiedades generales que optimizan su papel en cultivos sin suelo agrícola:

  • Ser estériles o permitir su esterilidad
  • Poseer propiedades físicas estables
  • Permitir una buena oxigenación de las raíces
  • Permitir un excelente drenaje
  • Retener la humedad de forma homogénea

La elección específica del sustrato va a depender del tipo de cultivo y necesidades según su fase de crecimiento (germinación o crecimiento).

Sustratos inorgánicos

Encontramos la grava, la piedra pómez, la arena del río, la roca volcánica, la perlita, la vermiculita, la arcilla expandida y la lana de roca. Entre ellas, las más usas en cultivos hidropónicos por sus características, son:

La perlita. Es un silicato de aluminio de origen volcánico. Este material se muele para formar un material esponjoso de partículas muy pequeñas, que presenta una porosidad del 95%, por lo que su drenaje es excelente. Además, posee una capacidad aproximada de retención de la humedad del 63%, lo que la hace óptima para la oxigenación de las raíces.

La lana de roca. Se obtiene de fundir piedras volcánicas que se encuentran en la naturaleza. De ella se obtienen unas pequeñas fibras muy ligeras que permiten la conducción perfecta de las raíces y su buen crecimiento. Es un sustrato químicamente inerte, está libre de patógenos y posee una buena aireación. Su capacidad de retención de la humedad es del 78%, de las más elevadas.

Cultivo sobre lana de roca en hidropónico. Fuente: Amazon CloudFront
Sustratos orgánicos

Procedentes de desechos de alguna actividad agropecuaria o industrial. Encontramos el serrín, la fibra de coco, la cascarilla de arroz, la cascarilla de café y el peat moss. En horticultura hidropónica, la más empleada es la fibra de coco.

La fibra de coco se obtiene del fruto del cocotero que se procesa para obtener sus fibras. Es un sustrato 100% natural, sin agregados químicos y, por tanto, 100% biodegradable. Su porosidad alcanza el 95%, lo que permite un buen crecimiento radicular y aireación, y su capacidad de retención de la humedad es del 58%.

Cultivo hidropónico de pimiento sobre fibra de coco en invernaderos NOVAGRIC
Sustratos sintéticos

Se utilizan como material de relleno, para oxigenar, homogeneizar y disminuir el peso de los sustratos. Encontramos las espumas de polietileno, de poliuretano, de poliestireno y la espuma fenólica.

 

Adicionalmente…

Debemos considerar que de la misma forma que tenemos en cuenta el pH de la solución nutritiva para evitar enfermedades, un crecimiento ineficiente o que la raíz se queme, hay que atender al pH del sustrato. Si en cada riego inyectamos fertilizantes a la planta, puede que parte de estos no siempre sean absorbidos y algunos se acumulen en el sustrato. Estos pueden alterar su pH e influir en la posterior absorción radicular. Por eso, se recomienda medir la conductividad eléctrica del sustrato y si esta es muy alta, hacer riegos más largos para arrastrar esos fertilizantes acumulados y obtener los valores óptimos de pH y conductividad eléctrica del sustrato.

Si por su parte, el pH del agua no se encontrase entre sus valores óptimos se puede dar un exceso o defecto de disponibilidad de nutrientes, determinando la capacidad de ser amortiguados por el sustrato para una correcta absorción de la planta.

Invernaderos 4.0 para la producción de superalimentos

Este proyecto de investigación para el desarrollo de Invernaderos, lo llevan a cabo el CEBAS-CSIC y la UMU en colaboración con distintas empresas de pertenecientes a la plataforma AgritechMurcia regionales. Se enmarca en la Estrategia de Especialización e Innovación para la Especialización Inteligente de la Región de Murcia (Estrategia RIS3Mur).

El cuestionamiento de la sostenibilidad del sector hortícola en la región debido al impacto sobre el medio ambiente, como el vertido de nitratos y fosfatos en acuíferos y fuentes de agua naturales, y la pérdida de productividad competitiva por problemas estructurales del sector, requiere de aportar medidas y soluciones para revitalizar el sector agrícola regional.

Los invernaderos 4.0 se plantean como la solución del futuro más inmediato para potenciar este sector. Reciben su denominación en base a cuatro pilares fundamentales que mejoran el funcionamiento y acondicionamiento frente a otros invernaderos con menor presencia de los avances tecnológicos:

  • Desarrollo de un sistema integral (hardware) para el manejo y gestión de riego, nutrición y clima en invernadero con cultivos sin suelo en sistemas cerrados (o de agua recirculante).
  • Desarrollo de una arquitectura de control multicapa para la gestión de cultivos en invernadero basado en las últimas tecnologías de Internet de las Cosas (IoT), sistemas Ciber-físicos (CPSs) y plataforma software en la nube (Cloud Computing). Esto nos permitirá la deslocalización de la inteligencia del sistema y la personalización de la producción, principios heredados de la filosofía de la Industria 4.0.
  • Desarrollo de un sistema de análisis de información (Bigdata), modelización del sistema y ayuda para la toma de decisiones para optimizar la rentabilidad de las explotaciones agrícolas, principalmente en invernaderos.
  • Establecimiento de las condiciones agronómicas óptimas para producción sostenible de los llamados “superalimentos”, donde se sitúan los frutos rojos o frutas del bosque.

¿Qué son los superalimentos?

La Sociedad Española de Endocrinología y Nutrición (SEEN) explica que, desde el punto de vista científico, no hay una definición oficial de superalimento. Aunque se denominan superalimentos a los que contienen un alto grado de nutrientes, vitaminas y minerales, con gran poder antioxidante y grasas saludables y nos proporcionan energía extra.

Berries

Las berries, conocidas en español como “bayas” o “frutas del bosque”, se encuentran dentro de los denominados superalimentos, ya que aportan una alta cantidad de antioxidantes y distintas vitaminas: es el caso de las frambuesas, los arándanos, las moras y las grosellas.

España ha sido siempre el principal exportador de estos productos frescos a Europa, sin embargo, con la revolución del consumo de berries en el mundo la demanda interna y la externa se ha incrementado, comportándose ahora su cultivo de primordial valor económico.

Además, estas ofrecen a los agricultores la posibilidad de completar el calendario de producción de fresas con el de frambuesas, arándanos y grosellas, principal ventaja competitiva que les permite una producción continuada y diversificada con gran peso en la rentabilidad de sus explotaciones.

Este proyecto no solo va a contribuir a la revitalización del sector agrícola de la región gracias al aprovechamiento de sus óptimas características climáticas, sino también al desarrollo tecnológico de los productos que ofrecen las empresas de la región y su mejora competitiva en la comercialización de berries en el mercado nacional y europeo.

Ozono y solarización para la remediación ecológica de suelos: LIFE AgRemSO3il

​El sistema AgRemSO3il es una combinación de técnicas de solarización y ozonización para la remediación y desinfección de suelos agrícolas in situ.

El proyecto piloto tiene como objetivo desarrollar y adaptar, a escala de finca, una nueva tecnología y sus técnicas asociadas. Se implementa en Murcia, España, y tiene una duración de 48 meses (2018-2022). Está enmarcado dentro del programa europeo LIFE, que contribuye al desarrollo de técnicas de acción medioambiental sostenible, y en el que colaboran el CSIC, IMIDA, ID Consortium y Novagric. Su objetivo es probar la viabilidad técnica, económica y ecológica de la aplicación de estas a gran escala.

El proyecto se basa en el desarrollo de dos técnicas diferentes que aplicadas de forma conjunta resultan un tratamiento muy efectivo para la recuperación de los suelos agrícolas contaminados.

La solarización consiste en la técnica de cubrir el suelo agrícola con un plástico transparente durante los meses de verano, cuando la temperatura y la potencia lumínica son más intensas, para conseguir que la radiación solar en contacto con el ozono (O3) fomente la máxima generación de radiales de hidroxilo (OH), capaz de destruir y transformar cualquier materia orgánica en CO2, H2O y sales minerales. A este segundo proceso se le llama ozonización.

Mediante la aplicación de estas dos técnicas es posible que suelos contaminados por la presencia de residuos químicos además de otros elementos, puedan ser recuperados, afrontando la trágica situación de escasez de terrenos por la contaminación que sufre la agricultura en el mundo. Todo ello por medio de una técnica por completo ecológica, responsable y de fácil aplicación, hasta ahora probada en terrenos de menor tamaño, pero con el objetivo de ser aplicable con igual eficacia en grandes extensiones.

Novagric participa en este proyecto de innovación aportando tecnología para la ozonización con la que se propone ampliar el número de medidas ecológicas de explotación rentable de tratamientos con ozono para la agricultura, ahora también con el objetivo de recuperar suelos contaminados alargando su vida útil por más de tiempo.

Desde Fundación Etifa queremos hacernos eco de nuevos proyectos de investigación y prácticas en gestión medioambiental para ofrecer formaciones completas con un impacto exponencial sobre la sostenibilidad del planeta.