Rendimientos y hortalizas con sabor y valor nutritivo mejorados
Las técnica de producción de cosechas de hortalizas con sistemas hidropónicos son hoy en día, en términos amplios, comúnmente aplicadas al tratarse de métodos de cultivo limpios y relativamente fáciles, además de que mediante ellas logran disminuirse las posibilidades de enfermedades transmitidas por el suelo, insectos o infecciones de plagas a los cultivos, lo que reduce o elimina el uso de pesticidas y su toxicidad resultante.
Una ventaja más es que las plantas requieren menos tiempo de crecimiento en comparación con los cultivos en el campo y el crecimiento de la planta es más rápido ya que no hay obstáculos mecánicos para las raíces y todo el nutriente está disponible para las plantas. Esta técnica es muy útil para el área donde el estrés ambiental –frío, calor, postre, etc… es un problema importante. La hidroponía es una técnica de cultivo de plantas en soluciones nutritivas con o sin el uso de un medio inerte como grava, vermiculita, lana de roca, turba, aserrín, polvo de coco, fibra de coco, etc. para proporcionar soporte mecánico. El término hidroponía se deriva de las palabras griegas hydro’ significa agua y ponos’ significa trabajo y literalmente significa trabajo con agua. La palabra hidroponía fue acuñada por el profesor William Gericke a principios de la década de 1930; Describir el crecimiento de plantas con sus raíces suspendidas en agua que contiene nutrientes minerales. Los investigadores de la Universidad de Purdue desarrollaron el sistema de nutricultura en 1940.
Durante las décadas de 1960 y 1970, se desarrollaron granjas hidropónicas comerciales en Arizona, Abu Dhabi, Bélgica, California, Dinamarca, Alemania, Holanda, Irán, Italia, Japón, Federación Rusa y otros países. La mayoría de los sistemas hidropónicos funcionan automáticamente para controlar la cantidad de agua, nutrientes y fotoperiodo en función de los requisitos de las diferentes plantas. Debido a la rápida urbanización e industrialización, no solo la tierra cultivable está disminuyendo, sino también las prácticas agrícolas convencionales que causan una amplia gama de impactos negativos en el medio ambiente. Para alimentar de manera sostenible a la creciente población mundial, los métodos para cultivar suficientes alimentos tienen que evolucionar.
La agricultura sin suelo incluye la hidroagricultura, otro nombre para hidroponía, la acuicultura –acuaponía.. y la agricultura aeróbica, es decir aeroponía, así como el cultivo de sustratos. Entre estas técnicas hidropónicas está ganando popularidad debido a su eficiente gestión de los recursos y la producción de alimentos. Se pueden cultivar varios cultivos comerciales y especializados con hidroponía, incluidas verduras de hoja, tomates, pepinos, pimientos, fresas y muchos más. Este artículo cubre diferentes aspectos de la hidroponía, las verduras cultivadas en el sistema y el mercado hidropónicos global.
Cualidades económicamente ventajosas de los cultivos hidropónicos
Los cultivos en sistema hidropónico no se ven influenciados por el cambio climático, por lo tanto, se pueden cultivar durante todo el año y considerarse fuera de temporada. Además, los sistemas hidropónicos comerciales funcionan automáticamente y se espera que reduzcan la mano de obra y se pueden eliminar varias prácticas agrícolas tradicionales, como el deshierbe, la fumigación, el riego y la labranza.
La hidroponía ahorra una gran cantidad de agua, ya que no se necesita riego ni otro tipo de pulverizaciones y nunca se produce el encharcamiento. El problema de las plagas y enfermedades se puede controlar fácilmente, mientras que la maleza es prácticamente inexistente. Se pueden obtener mayores rendimientos ya que el número de plantas por unidad es mayor en comparación con la agricultura convencional. Aunque el cultivo sin suelo es una técnica ventajosa, algunas limitaciones son significativas. El conocimiento técnico y el mayor costo inicial es un requisito fundamental para el cultivo a escala comercial.
La planta en un sistema hidropónico comparte exactamente el mismo nutriente, y las enfermedades transmitidas por el agua pueden propagarse fácilmente de una planta a otra. El clima cálido y la oxigenación limitada pueden limitar la producción y pueden resultar en la pérdida de cultivos. El mantenimiento del pH, la CE y la concentración adecuada de la solución nutritiva es de suma importancia. Finalmente, se requiere suministro de luz y energía para hacer funcionar el sistema bajo una estructura protegida.
Los nutrientes vegetales utilizados en hidroponía se disuelven en agua y se encuentran principalmente en formas inorgánicas e iónicas. Los 17 elementos esenciales para el crecimiento de las plantas se suministran mediante diferentes combinaciones químicas. La solución de Hoagland se utiliza como la solución de nutrientes más común para los sistemas hidropónicos.
El rango de EC ideal para hidroponía para la mayoría de los cultivos está entre 1,5 y 2,5 dS m-1. Una EC más alta evitará la absorción de nutrientes debido a la presión osmótica y un nivel más bajo afectará gravemente la salud y el rendimiento de la planta. Por lo tanto, el manejo adecuado de la EC en la técnica hidropónica puede proporcionar una herramienta eficaz para mejorar el rendimiento y la calidad de los vegetales.
Por ejemplo, el rendimiento del tomate en el sistema hidropónico aumentó a medida que la CE de la solución nutritiva aumentó de 0 a 3 dSm-1 y disminuyó a medida que la CE aumentó de 3 a 5 dS m-1 debido al aumento del estrés hídrico. El nivel de EC @1.5, 2 y 3 dS m-1 en la fase vegetativa, vegetativa media y generativa, respectivamente, presentaron incremento en altura de cultivo, número de frutos y peso fresco de pimiento. En una solución nutritiva, el pH determina la disponibilidad de los elementos esenciales de la planta. El rango de pH óptimo de la solución nutritiva para el desarrollo de las plantas es de 5.5 a 6.5 para la mayoría de las especies, pero algunas pueden diferir de este rango.
Una vez que las plantas crecen, cambiarán la composición de la solución de nutrientes al agotar nutrientes específicos más rápidamente que otros, eliminando el agua de la solución y alterando el pH por excreción de acidez o alcalinidad. La mezcla de tres ácidos (HNO3, H3PO4 y H2SO4) fue mucho más efectiva que un solo ácido para mantener un pH óptimo de la solución de 5,5 a 6,5. El cambio en el pH puede causar un desequilibrio de nutrientes y la planta mostrará algunos síntomas de deficiencia o toxicidad. Por lo tanto, se requiere cuidado para mantener un nivel óptimo de pH, EC y nutrientes en la solución hidropónica. Un gran número de plantas y cultivos o verduras pueden crecer mediante un sistema hidropónico. La calidad del producto, el sabor y el valor nutritivo de los productos finales son generalmente más altos que el cultivo natural basado en el suelo. Varios hallazgos experimentales describen que las verduras de hoja verde (lechuga, espinacas, perejil, apio, etc.) se pueden cultivar con éxito y facilidad en sistemas hidropónicos.
Espinaca y lechuga, las hortalizas más prometedoras para sistemas integrados de hidroponía
A medida que el agua se vuelve escasa e importante como recurso, el uso de hidroponía y otras tecnologías de ahorro de agua para la producción de cultivos es necesario ahora y está a punto de popularizarse con el tiempo. La hidroponía utiliza sustancialmente menos agua en comparación con la agricultura en tierra. En la agricultura del suelo, la mayor parte del agua que suministramos a las plantas se lixivia profundamente en el suelo y no está disponible para las raíces de las plantas, mientras que, en la hidroponía, las raíces de las plantas están sumergidas en agua o una película de nutrientes mezclados en agua abarca constantemente la zona de la raíz, manteniéndola hidratada y nutrida. El agua no se desperdicia en este proceso, ya que se recupera, se filtra, se repone y se recicla. La solución de nutrientes de desecho se puede utilizar como un recurso hídrico alternativo para el cultivo de cultivos bajo sistema hidropónico.
Ahorro en agua de riego, fertilizante e incremento en la productividad de vegetales y agua bajo sistema hidropónico en comparación con la agricultura convencional. La hidroponía basada en NFT puede reducir el uso de agua de riego entre un 70% y un 90% al reciclar el agua de escorrentía. Es posible cultivar efectivamente vegetales de alta calidad y de alto valor bajo condiciones hidropónicas controladas utilizando entre un 85 y un 90% menos de agua que la producción tradicional basada en el suelo. Las fuentes de agua de aguas subterráneas o de presas/ríos suelen contener factores que pueden influir en el rendimiento de las plantas y afectar su condición, como la salinidad, los sólidos disueltos y los patógenos. Si bien algunos de estos factores pueden ser beneficiosos para los cultivos, otros deben minimizarse.
NFT fue desarrollado a mediados de la década de 1960 en Inglaterra por el Dr. Alen Cooper para superar las deficiencias del sistema de flujo y reflujo. En este sistema, el agua o una solución nutritiva circula por todo el sistema; y entra en la bandeja de crecimiento a través de una bomba de agua sin control de tiempo. El sistema está ligeramente inclinado para que la solución de nutrientes corra a través de las raíces y regrese a un depósito. Las plantas se colocan en un canal o tubo con raíces que cuelgan en una solución hidropónica. Sin embargo, las raíces son susceptibles a la infección por hongos porque están constantemente sumergidas en agua o nutrientes. En este sistema, muchas hojas verdes se pueden cultivar fácil y comercialmente se utilizan más ampliamente para la producción de lechuga.
Se espera que la producción de cultivos hidropónicos sea mayor en tomates, lechugas y otras verduras de hoja. A medida que los consumidores son cada vez más conscientes de la superioridad de las verduras de calidad cultivadas en invernaderos, la demanda de cultivos hidropónicos está aumentando en Europa y Asia-Pacífico. Europa es tradicionalmente el mercado más grande que está implementando técnicas avanzadas en hidroponía.