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SSaann JJoosséé,, CCoossttaa RRiiccaa
AAbbrriill ddeell 22000099
2
San José, Costa Rica
Marzo del 2009
Que es Hidroponia
Es un sistema intensivo de producción de cultivos (básicos, frutales, hortalizas y
ornamentales), que se basa en PROPORCIONAR EN FORMA ARTIFICIAL la
cantidad y los nutrimentos esenciales para las plantas a través de la disolución
en agua de formas químicas fácilmente aprovechables para ellas. Esto
repercute en que la planta podrá expresar, casi totalmente, su máximo
potencial genético de producción.
¿Que es una Solución Nutritiva Hidropónica (SNH)?
Es la mezcla de diversos fertilizantes que al solubilizarse en agua hacen que los
elementos químicos que los forman se ionizen y puedan fácilmente ser
absorbidos por las raíces de las plantas.
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NUTRIMENTOS ESENCIALES Y FORMAS QUIMICAS APROVECHABLES PARA LAS
PLANTAS AGRICOLAS
FACTORES Y CRITERIOS PARA LA FORMULACION DE SOLUCIONES NUTRITIVAS
1. Manejo tipo “BUFFET” de la SNH
Se selecciona una SNH “Estándar”, la cual se mantiene en el sistema
hidropónico (cerrado o abierto), en el caso del sistema cerrado se realiza la
renovación completa de la SNH cada cierto periodo de tiempo (días),
empleando un criterio subjetivo. La idea es que la planta siempre disponga de
todos los nutrimentos esenciales en cantidad suficiente en ambos sistemas.
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4Se considera que para 150 plantas de tomate de crecimiento indeterminado
en un ciclo de cultivo, se estima preparar un total de 10,000 L de SNH
Criterio sugerido para la renovación de la SNH en el cultivo del tomate y
volumen total de SNH a preparar durante todo el ciclo.
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Se estima que el volumen total de agua necesario para el ciclo de cultivo será
de 20 m3 (10 de los cuales están en la SNH).
Invernadero 50 m2 con 150 plantas
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La Concentración de nutrimentos en la SNH
La cantidad de nutrimentos que requieren las plantas dependen de: Potencial
genético (la especie, la variedad, la etapa fenológica), y las condiciones
ambientales.
Algunos investigadores señalan que cada especie vegetal requiere de una SN
con características específicas. Lo cual conlleva a tener la necesidad de
realizar investigaciones que permitan definir la SN más adecuada para un
cultivo y condición ambiental específica.
2. Balance de Masa
Un criterio para establecer en cada zona geográfica cuando y cuantos
nutrientes se deben proporcionar a cualquier cultivo es empleando el principio
de Balance de Masa.
Se basa en que la materia seca de una planta esta formada por 16 nutrimentos
esenciales, de ellos solo 13 son los que la planta generalmente puede estar
limitada; al evaluar la cantidad de materia seca total producida
(raíz+hojas+tallos+flores+frutos) durante el ciclo de cultivo se determina en el
Laboratorio la concentración total de los nutrimentos que la planta acumuló en
cada etapa fenológica; con esta información se estima los modelos
matemáticos, relacionando la materia seca y acumulación de nutrimentos VS
el Tiempo Calendario y/o Tiempo Térmico y con esto se puede establecer:
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Un Programa de Nutrición Diario / Semanal / Quincenal
Que corresponderá a la SNH para el cultivo en particular, el cual dependerá
entre otros aspectos de las necesidades de agua y de la condición del sistema
si es cerrado o abierto.
Curva TIPICA de CRECIMIENTO Y ACUMULACIÓN DE NUTRIMENTOS
*Tiempo térmico o tiempo calendario Cultivo hidropónico de Lilium. Resultados
8
Metodología de análisis de nutrientes en el laboratorio
9
Metodología de análisis de nutrientes en el laboratorio
Resultados de los Análisis
Figura 4. Absorción de P-Menorca.
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80
Días después del trasplante
P a
bso
rb
ido
(g
/pla
nta
)
(Base s
eca)
100 pl/m2
49 pl/m2
35 pl/m2
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Absorción total de nutrimentos. Valores ajustados por el modelo matemático.
Valores calculados a la cosecha (62 DDT).
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Factores para Diseñar una SNH
Concentración de nutrimentos
Forma iónica y
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Los nutrimentos esenciales se pueden agrupar en 3 categorias basados en la
velocidad de absorción:
Grupo 1 son absorbidos por las raíces y son retirados de la solución
nutritiva en unas pocas horas.
Grupo 2 tienen tasas intermedias de absorción y se retiran de la solución
más rápido que la absorción del agua.
Grupo 3 se absorben pasivamente de la solución y se acumulan a
menudo en el sustrato.
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Calidad del agua
Factores a considerar para SNH
CE
pH
Sales solubles
Temperatura y Oxígeno disuelto
Uso de Aguas con alto contenido de Na+ y Cl-
Conductividad Eléctrica (CE)
La CE se usa para indicar la concentración total de iones ionizados en el agua.
Está relacionada con la suma de cationes (o aniones) determinada
químicamente y correlaciona con el total de sales disueltas.
El agua pura, al no tener sólidos disueltos presentará cero CE o valores
cercanos, si el agua contiene más sales en solución la CE será mayor. Se ha
establecido que la SN, es decir el agua del lugar con los fertilizantes disueltos en
ella, no debe sobrepasar EN GENERAL una CE entre 2500 a 4000 µS/cm a 25 ºC
para no causar daño por exceso de sales a las plantas que se cultiven en
hidroponia.
pH del agua de riego
El pH es un valor variable entre 0 y 14 que indica la acidez o la alcalinidad de
una solución.
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pH de la SNH
El valor de pH más apropiado para una SNH oscila entre 5-6; en esta condición,
las sales se encuentran totalmente ionizadas y/o solubilizadas) y por lo tanto
disponibles para las plantas. Cuando esto no se cumple, entonces se precipitan
los nutrientes.
Una forma visual de comprobar que los fertilizantes colocados en agua están
completamente ionizados es que la solución sea cristalina.
El pH adecuado de la SN solubiliza entre otros al H2PO4-, ésta es la principal
forma que el fósforo es absorbido por las plantas; cuando el pH aumenta a
valores mayores a 6, la proporción de HPO42- aumenta en relación al H2PO4-,
por lo que si existe presencia del Ca2+ se provoca la precipitación de ambos
iones, esto sucede cuando el producto de la concentración de ambos es
mayor a 2.2 moles/m3, se forman compuestos poco solubles y por tanto no
aprovechables para las plantas.
El pH adecuado de la SN evita que los micronutrimentos no disminuyan su
solubilidad y por lo tanto su disponibilidad para las plantas, a valores mayores
de pH 6, estos también precipitaran quimicamente. Una forma de evitar la
presipitación del Fe es emplear como fuente formas quelatadas del elemento.
El pH adecuado de la SN está en un rango entre 5 a 5.5.
Sales Solubles
De estos iones lo que se pueden aprovechar en el sistema hidropónico para
preparar la SN son el Ca2+, Mg2+, K+ y SO42-, ya que estas son formas químicas
que las plantas requieren para su nutrición y se deben considerar al preparar la
SNH.
Los iones que causan problemas y que pueden limitar el uso del agua en
hidroponia son el Na+ y el Cl-.
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TEMPERATURA DE LA SNH
La temperatura de la SNH influye en la absorción de nutrimentos; se ha
reportado que para el caso de tomate la temperatura óptima es de 22oC. En
general el rango adecuado para la mayoria de los cultivos está entre 18 y 25°C.
El control de la temperatura es un factor secundario en zonas templadas, en
época fría es conveniente contar con un sistema de calefacción para la SNH.
Es necesario evitar temperaturas menores a 15oC para prevenir en las plantas
la dissminución de la absorción de nutrimentos.
En el agua donde van los nutrimentos, también lleva disuelto oxígeno el cual
requieren las raíces de las plantas. A temperaturas menores de 22oC, el
oxígeno disuelto en la SNH es suficiente para abastecer la demanda de las
raíces, a temperaturas mayores, la demanda de oxígeno por las plantas puede
no ser satisfecha por la SNH, debido a que aumenta la difusión de este gas.
Con altas temperaturas de la SNH se incrementa el crecimiento vegetativo en
una magnitud mayor que la deseable y disminuye la fructificación; AUNQUE ES
IMPORTANTE CONSIDERAR EL PRODUCTO A COSECHAR.
Oxígeno disuelto (OD)
La temperatura de la SNH influye en la cantidad de OD. Los valores en el agua
oscilan entre 0 - 18 ppm. Cuando la Temperatura del aire es de 20 oC y a nivel
del mar la concentración es de 9 ppm.
En general la concentración de oxigeno en la SNH debe ser mayor a 5 ppm.
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Uso de Aguas con alto contenido de Na+ y Cl-
El agua que se utilice en hidroponia no deberá sobrepasar como valores límite
25 meq/L de Na+ y/o 20 meq/L de Cl-. Sin embargo, cuando el agua tiene
valores inferiores a estos límites pero muy cercanos, una alternativa que se
utiliza es modificar la proporción de Na+ y Cl- con respecto a la de K+ y NO3- con
la finalidad de favorecer el fenómeno de competencia iónica para estos
últimos que son esenciales para las plantas.
De forma que cuando los CL- están en exceso, es recomendable modificar la
proporción CL- : NO3- a una relación de 1 : 2; es decir, se debe agregar en
forma de nitratos el doble de la cantidad de cloruros presentes
En el caso del Na+ se utiliza el K+, y se recomienda sea en la misma proporción.
NUTRICION Y RIEGO EN EL CULTIVO HIDROPONICO
La frecuencia y volumen de riego debe adaptarse a los sistemas de cultivo y de
riego disponibles, 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.
Es obvio que las necesidades hídricas cambiarán notablemente a lo largo del
día y de un día para otro.
La concentración de iones en la SN esta determinada por la relación de
transformación de la transpiración en crecimiento. La transpiración determina
el índice del consumo de agua; el crecimiento determina el índice de
absorción de nutrimentos.
Un indicador de la transpiración a crecimiento para las plantas es de 300 a 400
L de agua transpirados por cada kg de Materia seca.
La relación de transformación exacta depende de la humedad del aire. La
transpiración disminuye con el incremento de la humedad pero no aumenta el
crecimiento.
La concentración total de iones se puede estimar mediante mediciones de la
CE de la SN. Si la CE aumenta, la SN deberá diluirse, pero la composición se
debe mantener igual. La CE no cambia tan rápidamente así que es suficiente
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monitorearla algunas veces cada semana. Sin embargo, no es buen indicador
para adicionar algún nutrimento, ya que el valor solo indica la totalidad de los
iones.
FUENTES Fertilizantes empleadas en SNH
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SALES EMPLEADAS COMO FUENTE DE MICRONUTRIMENTOS
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FERTILIZANTES SOLUBLES
VENTAJA:
Menor Costo
DESVENTAJA:
Menor solubilidad de algunos productos
• Acido sulfúrico
• Acido fosfórico
• Acido nítrico
FERTILIZANTES Ultra solubles Grado Industrial
VENTAJA:
Menor Costo
DESVENTAJA: el manejo debe ser cuidadoso
PASOS PARA PREPARAR UNA SNH
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1. SELECCIONAR LA SOLUCION NUTRITIVA
2. Realizar los cálculos necesarios
3. Pesar los productos en base al volumen de solución a preparar
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4. Agregar los productos a la cisterna y mezclar
5. Monitorear el pH (ajustar) y CE
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RESUMIENDO: Pasos para Preparar La SNH
1. Seleccionar la solución y efectuar los cálculos
2. Pesar los fertilizantes.
3. Llenar el depósito de la solución.
4. Se ajusta el pH del agua, ya sea con ácido sulfúrico o con hidróxido de
potasio. Auxiliándose con un peachimetro o en caso de no contar con el,
se emplea papel indicador.
5. Se agita la solución por un minuto.
6. Se añaden los macronutrimentos (N, P, K, Ca, Mg, S).
7. Se repite la agitación de la solución en cada adición.
8. Se ajusta el pH entre 5 – 5.5
9. Se añaden los micronutrimentos (por separado se deberá preparar dos
soluciones (una para Cu, Mn, Zn y Mo) y otra para Fe (cuando no se usa
en forma quelatada). Se deberá checar el pH, para evitar precipitación
de Nutrimentos.
10. Se agita la solución por última vez.
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Concentración de minerales en frutos de tomate hidropónico vs reportados en
literatura (Base seca). Gerardo Jiménez, Tesis Doctor en Ciencias Agrícolas
FAUANL.
Fruto K
%
P
%
Mg
%
Ca
%
VVeerrddee 11..2244 00..0022 00..115500 22..4488
MMaadduurroo 11..7777 00..0044 00..221100 00..1155
Hidropónico
Literatura
0.11 0.0115 0.005 0.004
Fruto Zn
mg/kg
Cu
mg/kg
Fe
mg/kg
Mn
mg/kg
VVeerrddee 88..1177 55..7788 6655..7788 77..8866
MMaadduurroo 77..9999 44..6633 1199..1133 1100..9922
Hidropónico
Literaturaa
0.70 0.45 1.4 0.90
aa
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¿Cuál es el Futuro de los alimentos Producidos en HIDROPONIA?
GARANTÍA DE LA CALIDAD NUTRIMENTAL MINERAL DE PRODUCTOS DE
CONSUMO EN FRESCO
EMPAQUE Como valor agregado a los productos
