FERTIRRIGACIÓN E HIDROPONÍA

La superficie de cultivos utilizando como medios de en-raizamiento está aumentando en todo el mundo. La razón desu popularidad es la combinación de varios factores. Por unlado, están los mayores rendimientos, el control del sistemay la posibilidad de prevenir enfermedades. Por el otro, la fa-cultad que tiene este tipo cultivos de evitar la emisión de nu-trientes y agroquimicos fitosanitarios (insecticidas, herbici-das y fungicidas). Y por último, es indiscutible que en ciertaspartes del mundo, incluyendo el sur de Europa, sea urgenteaumentar la eficiencia del riego y fertirriego con la cual seobtienen productos comercializables. Consecuentemente, lasuperficie mundial de las plantas cultivadas en sustratos va aseguir incrementándose, e inclusive puede suceder, que elárea de cultivos en sustratos en campo supere al área sembra-da en sustratos en invernaderos.

Chris Blok'Miguel Urrestarazu2

'Universidad de Wageningen, Bleiswijk,Países Bajos, Chris.Blok@wur.n1

'Universidad de Almería, Almería,España, mgavilan@ual.es

Hortalizas, frutasy flores de corte

MaterialesHoy en día, las hortalizas,

frutas y flores de corte soncultivadas principalmente enunidades de cultivo en: turba,libra de coco, lana de roca,perlita, espuma sintética y al-gunos minerales (volcánicos)locales. La turba ha venido

abandonándose debido princi-palmente al impacto sobre elmedioambiente que su extrac-ción supone. La perlita se uti-liza en Grecia y España conbastante éxito, alguna de susinconvenientes es de origentécnico en su fabricación, en-tre otros puntos la dificultadde producir gránulos mayoresa 8 mm desprovistos de polvo.Los intentos por introducir ta-blas de cultivo de fibra de ma-dera presentan otros inconve-nientes como la perdida de vo-lumen de sustrato en el conte-nedor por reorientación de laspartículas tras su uso; sin em-bargo, sus posibilidades deuso son adecuadas. La espumade vidrio proveniente de vidrioreciclados (Figura 1, sitio webde Grow stone) es un materialnovedoso con buena capacidadde rehumectación. Un área in-teresante por desarrollar es elde los sistemas que no necesi-tan sustratos pues sus raícescrecen en un sistema de solu-ción nutritiva recirculante oestática. El New Growing Sys-

El uso de los sustratosen Europa es cada vez mayor

La superficie mundial de las plantas cultivadasen sustratos sigue creciendo y pudiera suceder

que entre 2010 y 2027 los cultivos al aire libre superenen el uso de sustratos a los de invernaderos

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7 N

50

Figura 4:

Comparación de varios tipos de impactos ambientalespara producir 1 kg de tomate bajo sistema convencional

en lana de roca o bajo diferentes sistemas de producciónecológica en suelo. (Ruijs, 2000).

1,95

1,07

ME'

-0,022

2,61

-0,00391

2,47

2,86

0,74051

-0,049

0,794

-0,0685 -0,0763

Std A B C D E F

• Eutrofización (por la emisión de nutrientes al ambiente)

o Niveles de smog • Ozono • Ecotox. u Gases inv. o Acidif.

a Toxic. hum. • Energía o R. sólidos

El sistema convencional (Std), es un sistema estándar decultivo en invernadero en Holanda en 1998, que se comparacon varios invernaderos con cultivo ecológico. A es solocultivo en verano y E hasta G son cultivos ecológicos detomate con calefacción que no producen en invierno. Elpredominio de los factores relacionados con la combustiónes obvio. La razón de que estos factores favorezcan elsistema de producción convencional es que la producción(kg) es mucho mayor.

El nivel de eutrofización (verde oscuro) se evalúa por laemisión de nutrientes al ambiente. Los niveles de smog(azul claro) aumentan por la combustión incompleta. Laplanta produce ozono y fotooxidantes (azul oscuro). Losproductos usados en la protección de cultivos aumentan latoxicidad en humanos (verde oliva) y para el medio ambiente(rojo). También influye el uso de energía no fósil, que aquí nose emplea (color rojo oscuro); los invernaderos emitengases por combustión (amarillo); residuos sólidos (verdeclaro) y contribuyen a la acidificación por las combustiones(gris).

mPt

3

2

O

-1

2001 • m3 2006

1c.,e, e •e o , .e• e oc„,9 e A e e ,;„( e eç pe .

2,s̀ <zs, Q e

\ 03

0n • \ CDS

P, •

A la izquierda, cultivo de fresaen el sistema hidropónicoNGS oscilante.

Figura 1. La espuma de vidrio,un sustrato novedoso con altacapacidad de remojo.

Figura 2. Cultivo de lechugaen sistema NGS sin sustratosembrado en una estructuramúltiple de plástico.

tem (NGS) es el más conocidode ellos (Figura 2, sitio webde ngsystem).

ÁreasLos primeros sustratos en

superar el límite de 100 hascultivadas fueron los contene-dores de turba, a principios delos arios 70s. Quince arios des-pués, las tablas de lana de rocaalcanzaban las 1.000 has culti-vadas, cobertura que hoy se haampliado a 10.000 has, 6.000de las cuales se encuentran enEuropa. Es posible que la lanade roca no siga siendo el sus-trato más utilizado en el mun-do; la fibra de coco ha venidoampliado su participación enel mercado y actualmente es elmaterial preferido en muchasde las nuevas áreas cultivadasen cultivo sin suelo. México,Corea y los EE.UU. recurren

cada vez más al sustrato decultivo (concepto que a menu-do se confunde con el de "cul-tivo hidropónico"). En Europaeste proceso es mas lento, so-bre todo en los países cen-troeuropeos; allí la mayoría delas zonas hortícolas ya estabanfamiliarizadas con algún tipode sustrato.

Cultivosen contenedores

MaterialesLas plantas se cultivan en

contenedores principalmentepara medios de enraizamientoorgánico. La turba es el princi-pal sustrato en el norte de Eu-ropa, con más del 70% del vo-lumen de ventas en Escandina-via, el Reino Unido, Holanda,Dinamarca y Alemania (Figura3, de Blok y Verhagen, 2009).Anualmente se venden, sólo enEuropa y con fines hortícolas,alrededor de 25 millones demetros cubicos de turba (Ver-hagen ea, 2008); es con dife-rencia el sustrato más utilizadoen el mundo para este fín. Laturba es un material muy hú-medo, con una capacidad deretención de agua cercana al85%. Las estrategias de riegose basan en mezclas de grancapacidad para almacenaragua. En el sur de Europa, adiferencia de las zonas del nor-te, prefieren mezclas con unamenor cantidad de turba y quecontengan cortezas, arena, pro-ductos de madera, productosvolcánicos y compost. Son ge-neralmente mucho más secas yrequieren estrategias de riegomuy diferentes a las mezclas ba-sadas completamente en turba.

FERTIRRIGACIÓN E HIDROPONÍA,

Figure 3:

Medios de enraizamiento en contenedores diferentes a la turba.

250.000

200.000

150.000

100.000

50.000

o

La fibra de coco ha venido ampliando suparticipación en el mercado y actualmente esel material preferido en muchas de las nuevas

áreas cultivadas en cultivo sin suelo

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El número de productos químicos autorizadosestá disminuyendo y los agentes de control

biológico se desarrollan cada vez más

ni FERTIRRIGACIÓN E HIDROPONÍA

ÁreasEs difícil calcular el área

sembrada pues en Europa lasestadísticas de cada país inclu-yen no sólo los árboles y plan-tas cultivados en contenedores,sino también los de invernade-ros, las plantas de jardinería ylos materiales de propagación.Partiendo del supuesto que 15millones de metros cúbicos deturba se utilizan anualmenteen plantas de contenedores yasumiendo un uso de 50 litrospor metro cuadrado por año y50%- 100% de turba en lasmezclas en toda Europa, su-pondría una superficie de entre30.000 y 60.000 ha.

Avancesen la certificación

La certificación de siste-mas de crecimiento se suelenutilizar para facilitar el comer-cio justo y garantizar una pro-ducción adecuada, así comopara la política de reclamaciónde los clientes. Ahora se em-plea para demostrarles a clien-tes y consumidores que la pro-ducción es sostenible y querespeta a las personas, el pla-neta y la sostenibilidad econó-mica (Responsabilidad SocialCorporativa). Es por eso queactualmente se debate impla-cablemente sobre el consumode energía de lanas de roca yespumas sintéticas; hay discu-sión a cerca de la utilizaciónde la turba y la liberación dedióxido de carbono relaciona-da; existe controversia refe-rente a la cantidad de energíautilizada para el transporte decoco en todo el mundo y ocu-rren polémicas relativas a ladispersión de fertilizantes yprotectores en el medio am-biente. Las herramientas queevalúan y comparan dichos as-pectos se encuentran incluidasen el Análisis del Ciclo deVida (LCA, de las siglas en

Figura 5. Sistema móvilde cultivo para rosas con

unidades individuales (unaplanta por unidad de sustrato).

ingles) (Maanen, 1998). Sonherramientas diseñadas poreconomistas y que en un futu-ro servirán para librar una ba-talla por el favor de los consu-midores (Verhagen y Boon,1998). Su análisis se basa enun equilibrio entre la produc-ción y sus aspectos negativos.Así se ha podido comprobar,por ejemplo, que el consumoenergético de un cultivo orgá-nico sin calefacción no fuemejor que el de un cultivo deinvernadero en lana de roca(Figura 4). Probablemente de-bido a la limitada entrada deenergía en cultivos orgánicoses distribuida a causa de unrendimiento mucho más bajopor unidad de área.

Avances en los sistemasde automatización

EnergíaEn el centro y norte de Eu-

ropa, el desarrollo de este tipode sistemas se enfocó en redu-cir el consumo de la energía,el trabajo y las emisiones. Losesfuerzos en este campo tuvie-ron éxito y dieron lugar a in-novaciones tales como el in-vernadero cerrado (1), las pan-tallas, las cubiertas de los in-vernaderos y las estrategias decalefacción (Bakker, 2009).Los efectos negativos de di-chos sistemas sobre el creci-miento de los cultivos son ge-neralmente imperceptibles de-bido al incremento de horascon niveles altos del dióxidode carbono.

TrabajoLos esfuerzos para reducir

el trabajo a través de la auto-matización han tenido un me-nor éxito. La automatización

de la fabricación de envases hasido muy significativa. Eltransporte interno sin interven-ción humana y el análisis deimágenes de clasificación au-tomatizada son ya sistemas es-tandarizados. Sin embargo, laautomatización de sectorescomo flores de corte, bulbos,árboles y frutas y hortalizas,han producido graves proble-mas a los productores. Losproductores que hoy utilizanestos sistemas desarrolladosen los últimos diez años, reco-nocen que no los construiríansi de nuevo tuvieran la oportu-nidad de escoger (Figura 5).El principal error en la auto-matización fue haber creadosistemas menos saludablespara las plantas que los siste-mas manuales. Estos son espe-

cialmente sensibles a pequeñasdesviaciones en riego y nu-trientes que ocasionan proble-mas serios de producción (Fi-gura 6). En otras palabras,productores e investigadoresno fueron consientes que des-conocían aún muchos aspectosde la distribución del riego ydrenaje. La investigación con-tinúa y se espera que la auto-matización de la recolección yel transporte de productos, sinlos actuales efectos perjudicia-les, sea pronto una realidad(Figura 7, Blok y Shao, 2009).

Emisión contaminantesen el medioambiente

Finalmente, hay un granénfasis en reducir las emisio-nes de los protectores de culti-vos, los nutrientes, (especial-

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SISTEMAS DE RIEGO

OCOMPE\NISANTE

LTIBARTUR E

JUNIO

SI RLINE, S.Pi. El o, c/ Cordelero41410, Carm villaTel: +34 954 196008 Fair: +34 954 196130E-mail: siberline@siherline.com http:// www.siberline.com

mente nitratos y fosfatos) y elcloruro de sodio (Baas y vanden Berg, 2004; Urrestarazu,2004). Tanto en Holanda comoen España se realiza un granesfuerzo en investigar sobremecanismos para controlar laemisión de los productores.Los riesgos de estos materia-les en zonas densamente po-bladas de Holanda son lo sufi-cientemente claros para unirproductores y comisiones deagua en la exploración de me-jores técnicas de limpieza. Si-multáneamente, el número deproductos químicos autoriza-dos está disminuyendo y losagentes de control biológicose desarrollan cada vez más.

Figura 6. Sistema móvilde cultivo para crisantemoscon unidades de subirrigaciónde 8 metros de largo por 5 cmde ancho.

Avances en el controldel agua

Calidad del aguaEn todo el sur de Europa

existen grandes zonas cuyoscultivos son regados con aguade mala calidad. Los nivelesde bicarbonato y el pH suelenser demasiado altos y necesi-tan ser ajustados con produc-tos químicos y equipos ade-cuados. Los elevados nivelesde cloruro sódico y/o sulfatos

SlT4 r1-------

Los esfuerzos para reducir el trabajoa través de la automatización han tenidoun menor éxito; el principal error en la

automatización fue haber creado sistemasmenos saludables para las plantas

que los sistemas manuales

HORTICULTURA GLOBAL

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REML CODESPAPYME SOLIDARIA

n[FERTIRRIGACIÓN E HIDROPONÍA

Figura 7. Sistema móvil decabeza fija para pepinos. Los

tallos se unen en el espaciode enraizamiento. El riego se

realiza por la técnica dehidroponía Las raíces son

cortadas periódicamente y elsiguiente conjunto de raícesse forma a partir del espacio

de enraizamiento del tallo.

también son comunes y difi-cultan la recirculación total dela disolución nutritiva. Elbombeo de agua de calidad delos acuíferos más profundos esuna solución a corto plazo,pero pronto será prohibida entoda Europa. Esto impide a losproductores individuales supe-rar los problemas de calidaddel agua. Una alternativa via-ble, además de otras alternati-vas como la desalación deagua de mar, es organizar elsuministro de agua de calidady/o darle uso mucho mas efi-ciente a través de planes degestión regionales integrales.

Cantidad de aguaLos productores del norte

de Europa no han tenido pro-blemas con el suministro deagua pero los del sur podríantenerlos pues allí es un recursomucho mas limitado. Una si-tuación extrema, por ejemplo,se presentó al sur de los Esta-dos Unidos cuando en el ario2008 el agua fue temporal-

mente regulada en favor de lademanda civil (Penn, 2008).Fue un hecho que retiró repen-tinamente a varios productoresdel negocio. Para evitar estetipo de competencia entre laagricultura y la demanda civil,la comunidad debe organizarla distribución de agua a nivelregional y supraregional, asícomo mejorar sistemas que

aumente la eficiencia del usodel agua en los cultivos.

Uso eficiente del aguaLa eficiencia del uso del

agua es la cantidad de entradade agua por unidad de peso delproducto elaborado, siendo enrealidad el LCA un conceptomuy similar. Los cultivos conmayor producción tienen unamejor eficiencia del uso del

agua que aquellos con menorproducción por unidad de área(Najafi y Tabatabaei, 2007).Así pues, el uso eficiente delagua favorece el aumento delárea de crecimiento del sustra-to lo cual repercute a su vez enel rendimiento del cultivo y enla posibilidad de reutilizar elagua de drenaje.

Avances en el controlde nutrientes

Regulación de 2027La Directiva Marco del

Agua de la Unión Europeaobliga a los Estados miembrosa que antes del 2027 debendarle un nivel adecuado de ca-lidad al agua utilizada en cual-quier tipo de actividad agraria.El uso elevado de fertilizantesen la horticultura requerirá deun gran esfuerzo por parte delos productores para mantenerla emisión de nitratos y fosfa-tos en los niveles máximospermitidos por hectárea. Dadoque no se presenta un aumentodirecto en la producción niexiste una reducción de costoso mano de obra en relacióncon este esfuerzo, los produc-tores se muestran reacios a in-vertir individualmente para re-ducir las emisiones.

Sensores selectivos de io-nes

Incluso los productores de

Tanto en Holanda como en Españase realiza un gran esfuerzo en investigar

sobre mecanismos para controlar la emisiónde los productores

Fertirriegoe Hidroponía

Una secciónen Horticulturacoordinada por

Miguel Urrestarazu

Miguel Urrestarazu Gavi-lán es licenciado en Cien-cias Biológicas por la Uni-versidad de Granada, tie-nen más de 100 artículospublicados en el ámbitocientífico técnico comootros tanto de carácter di-vulgativo y de transferen-cia del conocimiento.Entre los libros que ha es-crito destaca el "Tratadode cultivo sin suelo" publi-cado por la Ed MundiPrensa y el "Cultivo sinsuelo" de Ediciones deHorticultura.En la actualidad dirige unproyecto de la AECID ti-tulado Bioseguridad desdela raiz: quimica limpia enhorticultura sostenible.Urrestarazu tiene contratosde investigación con uni-versidades y organizacio-nes privadas como Burés,S.A., New Growing Sys-tem, Gogarsa, Textil LaRabita, etc

Bibliografia

Baas, R., Berg, v.d. D., 2004. Limiting nutrient emission from a cut rose closed system by high-fluxirrigation and low nutrient concentrations. Acta Horticulturae 644: 39-46.Bakker, J.C., 2009. Energy Saving Greenhouses. Chronica Horticulturae 49(2): 19-23.Blok, C., Shao and H. 2009. Chrysanthemum growing in gullies. Interactions of Pythium, substrate andclimate in Chrysanthemum soilless cultivation. Wageningen UR Greenhouse Horticulture, the Netherlands.Blok, C.„ Verhagen, H., 2009. Trends in Rooting Media in Dutch Horticulture during the period 2001-2005.The New Growing Media Project. Acta Horticulturae 819: 47-58.Gieling, H., T., Straten, v., G., Janssen, J., H.J., Wouters, H., 2005. ISE and Chemfet sensors in greenhousecultivation. Sensors and Actuators B: Chemical 105(1): 74-80.Maanen, V. 1998. Production of Horticultura] peat in the Netherlands: a life cycle analysis. Doctoraalverslag 78, Rijksuniversiteit Groningen, Groningen, Nederland.Najafi, P., Tabatabaei, S.H., 2007. Effect of using subsurface drip irrigation and ET-HS model to increaseWUE in irrigation of some crops. Irrigation and drainage 56: 477-486.Penn, C. 2008. The End of Cheap, Plentiful Water. The wine industry faces increased competition for itsmost important resource. Wine Business Monthly, December 15, 2008.Urrestarazu, M. 2004. Tratado de cultivo sin suelo. Ed. Mundi-Prensa. MadridVerhagen, J., Akker, v.d., J., Blok, C., Diemont, H., Joosten, H., Schouten, M., Schrijver, R., Verweij, P.,Wösten, H. 2008. CLIMATE CHANGE SCIENTIFIC ASSESSMENT AND POLICY ANALYSIS. Peatlands andcarbon flows. Outlook and importance for the Netherlands. PRI, Wageningen, the Netherlands.Verhagen, H.B.G.M., Boon, H.T.M., 2008. Classification of Growing Media on their Environmental Profile.Acta Horticulturae 779: 231-238.

Información Adicionalhttp://growstone.com/http://www.ngsystem.com/http://ec.europa.eu/environment/water/index_en.htm

Traducción: Jorge Luis Alonso

FERTIRRIGACIÓN E HIDROPONÍA) nEn el centro y norte de Europa, el desarrollo

de este tipo de sistemas se enfocó enreducir el consumo de la energía, el trabajo

y las emisiones

cultivos sobre sustrato tendränque drenar agua, luego de va-rios ciclos de re-uso, a medidaque el nivel de calidad empie-ce a reducir la producción. Enla horticultura de campo (con-tenedores de arbustos, porejemplo), la descarga de nu-trientes es a menudo potencia-da por la lluvia. En cualquiercaso, es posible alcanzar unamayor eficiencia de nutrientes,si antes de reutilizarse, la com-posición del agua de drenajees medida con sensores selec-tivos de iones y posteriormen-te ajustada. No se ofrece ac-tualmente ningún sensor decalidad aceptable en el merca-do (Gieling, 2005).

DescargasPara eventuales descargas

de agua con altos niveles de ni-trato y fosfato es recomendable

que los productores se organi-cen e inicien la cooperacióncon las autoridades, a fin deconseguir el suministro de aguade buena calidad y la recolec-ción y tratamiento de las aguasde desecho. Es un tipo de aso-ciaciones que empiezan a sur-gir en Holanda. Usualmenteson las oficinas comerciales deingeniería, con experiencia entratamiento de aguas municipa-les, capaces de realizar proyec-tos con estas dimensiones.

Posibilidades para elNorte y el Sur

Algunos temas evidentespara la cooperación en Europason la reducción de emisionesmediante soluciones técnicas,el recaudo regional de agua ylas estructuras de tratamiento,y el desarrollo de equipos se-lectivos de iones.

(1) Invernadero cerrado: esun invernadero que acumulacalor durante el verano, loguarda en las capas de aguadel subsuelo (acuíferos) y lore-utiliza en el invierno. Debi-do a que la temperatura en ve-rano no llega a ser tan altacomo en un invernadero tradi-cional, la ventilación puedeser reducida o no realizarse, sise mantienen cerradas las ven-tanas del invernadero. Unagran ventaja de limitar la ven-tilación es que el nivel dedióxido de carbono puede sermantenido durante la mayorparte del día. El rendimientode los cultivos aumenta de talforma que los ingresos genera-dos permiten pagar las técni-cas utilizadas.

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La plataforma Horticomen Internet tiene un canalllamado Fertirrigación.En http://www.horticom.com/tematicas/fertirrigacion/ estánjunto con otras informacioneslos artículos de esta sección,'fertirriego e hidroponía'.También pueden buscarseen las 'revistas on line'.

HORTICULTURA GLOBAL

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