Hidroponía
Cultivo hidropónico de
fresas.
La
hidroponía o agricultura hidropónica es un método utilizado para cultivar
plantas usando
soluciones minerales en vez de
suelo agrícola. La palabra hidroponía proviene del griego,
hydro = agua y
ponos = trabajo. Las raíces reciben una solución nutritiva equilibrada disuelta en agua con todos los
elementos químicos
esenciales para el desarrollo de las plantas, que pueden crecer en una
solución mineral únicamente, o bien en un medio inerte, como arena
lavada, grava o perlita, entre muchas otras.
Características
Los investigadores en
fisiología vegetal descubrieron en el siglo XIX que las plantas absorben los minerales esenciales por medio de
iones inorgánicos disueltos en el agua. En condiciones naturales, el suelo actúa como reserva de
nutrientes
minerales, pero el suelo en sí no es esencial para que la planta
crezca. Cuando los nutrientes minerales de la tierra se disuelven en
agua, las raíces de la planta son capaces de absorberlos. Cuando los
nutrientes minerales son introducidos dentro del suministro de agua de
la planta, ya no se requiere el suelo para que la planta prospere. Casi
cualquier planta terrestre puede crecer con hidroponía, aunque algunas
pueden hacerlo mejor que otras. La hidroponía es también una técnica
estándar en la investigación biológica y en la educación, y un popular
pasatiempo.
Hoy en día, esta actividad está alcanzando un gran auge en los países donde las condiciones para la
agricultura resultan adversas. Combinando la hidroponía con un buen manejo del
invernadero se llegan a obtener rendimientos muy superiores a los que se obtienen en cultivos a cielo abierto.
Es una forma sencilla, limpia y de bajo costo para producir vegetales
de rápido crecimiento y generalmente ricos en elementos nutritivos. Con
esta técnica de agricultura a pequeña escala se utilizan los recursos
que las personas tienen a mano, como materiales de desecho, espacios sin
utilizar y tiempo libre.
En 2010 se puede decir que la hidroponía o cultivo sin suelo ha conseguido estándares comerciales, y que algunos
alimentos,
plantas ornamentales
y jóvenes plantas de tabaco se cultivan de esta manera por diversas
razones que tienen que ver con la falta de suelos adecuados; por suelos
contaminados por microorganismos que producen enfermedades a las plantas
o por usar
aguas subterráneas que degradaron la calidad de esos suelos.
El cultivo hidropónico requiere conocimientos avanzados para quien se
proponga realizar un cultivo comercial. Al no usar suelo, ya no se
cuenta con el efecto amortiguador o buffer que brinda un suelo
agrícola. Tiene también diversos problemas con la oxigenación de las
raíces y no es algo que pueda llamarse limpio cuando se realiza a escala
comercial. Para gente con tiempo libre que quiere divertirse, para
investigación, para demostraciones a alumnos sobre la esencialidad de
ciertos elementos químicos, aun para quien quiera cultivar en un
contenedor o una pequeña tina, para cultivar en naves espaciales o para
cultivos a gran escala, presentará diversos niveles de complejidad,
sobre todo si se quiere que sea una actividad económica y tenga bajo
impacto ambiental.
La clasificación de los cultivos hidropónicos ha evolucionado más recientemente hacia formas abiertas o cerradas,
dependiendo de si vuelcan el efluente o reutilizan la solución
nutritiva como forma de protección ambiental y una mayor economía en su
utilización.
Historia
El primer trabajo publicado sobre crecimiento de plantas terrestres sin suelo fue,
Sylva Sylvarum (
1627) de
sir Francis Bacon. Después de eso, la técnica del agua se popularizó en la investigación. En
1699,
John Woodward publicó sus experimentos de esta técnica con la
menta verde. Woodward observó que las plantas crecían peor en
agua destilada
que en fuentes de agua no tan purificadas. Los primeros en perfeccionar
las soluciones nutrientes minerales para el cultivo sin suelo fueron
los botánicos alemanes
Julius von Sachs y
Wilhelm Knop en la década de 1860. El crecimiento de plantas terrestres sin suelo en soluciones minerales
(solution culture)
se convirtió rápidamente en una técnica estándar de la investigación y
de la enseñanza y sigue siendo ampliamente utilizada. Esta técnica ahora
se considera un tipo de hidroponía donde no hay medio inerte.
En
1928, el profesor
William Frederick Gericke de la
Universidad de Berkeley, en
California fue el primero en sugerir que los
cultivos en solución se utilizasen para la producción vegetal agrícola. Gericke causó sensación al hacer crecer
tomates
y otras plantas que alcanzaron tamaños notables (mayores que las
cultivadas en tierra) en soluciones minerales. Por analogía con el
término geopónica (que significa agricultura en
griego antiguo) llamó a esta nueva ciencia hidroponía en
1937, aunque él afirma que el término fue sugerido por el Dr.
W.A. Setchell, de la
Universidad de California de
hydros (regar) y
ponos (trabajo).
Los informes sobre este trabajo y la fervientes afirmaciones de
Gericke de que la hidroponía revolucionaría la agricultura provocaron
una gran cantidad de peticiones de información adicional. Gericke rehusó
desvelar sus secretos, ya que había realizado los estudios en su casa y
en su tiempo libre. Este hecho provocó su abandono de la universidad de
California. En
1940, escribió el libro,
Complete Guide to Soilless Gardening (Guía Completa del Cultivo sin Suelo).
Se pidió a otros dos especialistas en la
nutrición de las plantas
de la universidad de California que investigasen acerca de las
afirmaciones de Gericke. Dennis R. Hoagland y Daniel I. Arnon
escribieron el típico boletín sobre agricultura en
1938,
desacreditando las exageradas afirmaciones hechas sobre la hidroponía.
Hoagland y Arnon llegaron a la conclusión de que las cosechas de
cultivos hidropónicos no eran mejores que aquellos cultivos cosechados
en buenas tierras. Los cultivos estaban limitados por otros factores que
los nutrientes minerales, especialmente la luz. Estas investigaciones,
sin embargo, pasaron por alto el hecho de que la hidroponía tenía otras
ventajas incluido el que las raíces de la planta tienen acceso constante
al oxígeno y que la planta puede tener acceso a tanta o a tan poca agua
como necesite. Este es uno de los errores más comunes cuando el cultivo
es sobre-irrigado o sub-irrigado, la hidroponía es capaz de prevenir
que esto ocurra, drenando o recirculando el agua que no absorba la
planta. En cultivos sobre tierra el agricultor necesita tener suficiente
experiencia para saber con cuanta agua debe regar la planta. La
solución con la que estarán en contacto las raíces debe estar
suficientemente oxigenada para que el metabolismo radicular no se vea
impedido.
Estos dos investigadores desarrollaron varias fórmulas para
soluciones de nutrientes minerales. Unas versiones modificadas de las
soluciones de Hoagland se siguen utilizando hoy en día.
Uno de los primeros éxitos de la hidroponía ocurrió durante la
segunda guerra mundial cuando las tropas estadounidenses que estaban en el
Pacífico, pusieron en práctica métodos hidropónicos a gran escala para proveer de
verduras frescas a las tropas en guerra con
Japón en islas donde no había suelo disponible y era extremadamente caro transportarlas.
En los años 60,
Alen Cooper en
Inglaterra desarrollo la
Nutrient Film Technique. El Pabellón de la Tierra, en el Centro
Epcot de Disney, abierto en
1982, puso de relieve diversas técnicas de hidroponía. En décadas recientes, la
NASA ha realizado investigaciones extensivas para su
CELSS (acrónimo en
inglés para Sistema de Soporte de Vida Ecológica Controlada).
También en los 80 varias compañías empezaron a comercializar sistemas
hidropónicos. En la actualidad (2010) es posible adquirir un kit para
montar un pequeño sistema de cultivos hidropónicos hogareños por menos
de 200 €. Las técnicas de cultivo sin suelo (CSS) son utilizadas a gran
escala en los circuitos comerciales de producción de plantas de tabaco,
(floating) eliminando así las
almácigas en suelo que precisan
bromuro de metilo para desinfectar el suelo de malezas, patógenos e insectos. También en
Holanda
y otros países con alto grado de desarrollo en cultivos intensivos las
técnicas de CSS han avanzado, desarrollando industrias conexas y
numerosas tecnologías que tienen que ver con el desarrollo de nuevos
medios de cultivo como la
perlita, la
lana de roca, la fibra de coco o cocopeat, la cascarilla de arroz tostada y otros medios apropiados para sostener las plantas en casa
Cultivo sin suelo
La mayoría de los cultivos comerciales hidropónicos utilizan
sustratos sólidos para el sostén de las plantas y que las mismas estén
bien asentadas. Son cultivos sin suelo, en lo que respecta a no contener
suelo natural. Perlita agrícola, fibras de coco,
turba1
o lana de roca, son sustratos de gran uso en lo que se denominan
cultivos hidropónicos. La denominación equivalente o más utilizada pasa a
ser cultivos sin suelo -CSS- o [soilless] (en inglés) pues el medio de
sostén de las plantas pasó a ser una sustancia inorgánica como la
perlita u orgánica como turbas o ciertos desechos agrícolas como
cáscaras de
frutos -
arroz,
almendras,
etc-. En el caso de los cultivos sin suelo, al ser desarrollados por la
industria o por aficionados, no fueron analizados en un principio, en
cuanto al impacto que tendría su uso sobre el medioambiente, como
ocurrió con otros desarrollos que redituaban comercialmente. De la misma
manera, los sistemas hidropónicos fueron desde un principio "abiertos"
al no considerarse el impacto ambiental que tendría el volcado de los
efluentes tras su uso. El desarrollo de métodos "cerrados" que
significan la economía en cuanto a la posibilidad de reutilización de
los nutrientes y el evitar el impacto que tiene sobre el medio externo,
volcar una solución que arrastra considerable cantidad de iones no
utilizados por las plantas que se cultivan.
Al tener en cuenta la economía y el posible impacto ambiental se
desarrollaron los sistemas cerrados o recirculantes. El manejo de estos
nuevos sistemas requiere una tecnología más compleja. Como se menciona
más arriba, existe una serie de desarrollos en el ámbito de los
sustratos, además de ciertos automatismos desarrollados para facilitar
el control de las soluciones y que éstas no varíen sus parámetros
químicos. Tanto la hidroponia y la
fertirrigación han dado pie al desarrollo de instrumental de control como
PH-metros y conductímetros en línea, así como a procesadores que mantienen el control mediante
válvulas solenoides
o hidraúlicas, para que la solución pueda ser equilibrada mediante
programas de computadoras que determinan el agregado de ácidos cuando
sube el
pH, la
dilución cuando se eleva la conductividad eléctrica y otros procesos de
control que llegan a interactuar con el ambiente en que las plantas
están evolucionando en tamaño y en su desarrollo.
Gericke originalmente definió la hidroponía como un crecimiento de
cultivos en soluciones minerales, sin ningún medio sólido para las
raíces. Se opuso a aquellos quienes aplicaban el término hidroponía a
otros tipos de cultivo sin tierra como los cultivos en arena o grava.
Más recientemente, el autor académico más clásico de la hidroponia es
Howard Resh. La distinción entre hidroponía y cultivos sin suelo ha sido
a menudo confuso. "Cultivos sin suelo" es un término más amplio que
hidroponía; tan sólo requiere que no haya suelos con arcilla o cieno.
Nótese que la arena es un tipo de suelo, aunque es considerado cultivo
sin suelo. La hidroponía es siempre un cultivo sin suelo agrícola, pero
no todos los cultivos sin suelo son hidropónicos. Muchos tipos de
cultivos sin suelo no usan las soluciones minerales requeridas por los
hidropónicos.
Hidroponia y medio ambiente
El cultivo sin suelo es justamente un conjunto de técnicas
recomendables cuando no hay suelos con aptitudes agrícolas disponibles.
El esquema consiste en: una fuente de agua que impulsa por bombeo agua a
través del sistema, recipientes con soluciones madre -nutrientes
concentrados-, cabezales de riego y canales construidos donde están los
sustratos, las plantas, los conductos para aplicación del fertiriego y
el recibidor del efluente.
El cansancio de los suelos por alta carga de patógenos tras cultivos repetidos o la acumulación de iones que conllevan
alcalinidad
y/o elevación del tenor de sodio ha empujado a muchos productores a
realizar cultivos hidropónicos o sin suelo. En cultivos comerciales -en
cuanto a su superficie- se hace obligatorio seguir normas ambientales
amigables con el ambiente y emplear métodos de recirculación de las
soluciones volviéndolas al cultivo tras equilibrarlas y desinfectarlas o
buscándoles un lugar de descarga que evite la llegada de los nutrientes
efluentes al suelo, cursos de agua y a los
acuíferos.
Ya existen métodos en sistemas abiertos que permiten un segundo
cultivo, fijación por plantas que crecen en pequeñas lagunas de fondo
impermeabilizado y otros ensayándose. Las recomendaciones de realizar
cultivos hidropónicos o sin suelo solo por considerar su alta
productividad y rendimiento económico, que no tengan en cuenta estos
aspectos ambientales perniciosos, no son aconsejables. Los cultivos que
son aptos para este método son el tomate,
lechuga,
repollo,
pimiento,
pepino,
espinaca, entre otros.
Aunque este cultivo en circunstancias normales no es orgánico ya que
utiliza sustancias químicas para la solución nutritiva que alimenta la
planta, puede volvérse orgánico utilizando sustancias naturales.
¿Qué es la Hidropónia orgánica?
Es una alternativa de producción de cultivos en los cuales los
nutrimentos, obtenidos de fuentes no sintéticas son agregados en una
solución que alimenta a la planta.
Al igual qué los nutrimentos, el control de plagas debe de ser a base
de sustancias elaboradas con productos naturales como citricos.
Este método es más elaborado y más costoso que la hidropónia normal,
sin embargo, es mas saludable y más atractivo para los consumidores.
Ventajas de la Hidroponía • Reducción de costos de producción • No
depende de los fenómenos meteorológicos. • Permite producir cosechas
fuera de estación. • Poco espacio y capital para una mayor producción. •
Ahorro de agua, pues se recicla. • Ahorro de fertilizantes e
insecticidas. • No se requiere maquinaria agrícola • Mayor limpieza e
higiene en el manejo del cultivo, desde la siembra hasta la cosecha. •
Cultivo libre de parásitos, bacterias, hongos y contaminación. • Rápida
recuperación de la inversión. • Mayor precocidad de los cultivos. •
Posibilidad de automatización casi completa. • No provoca los riesgos de
erosión que se presentan en la tierra. • Soluciona el problema de
producción en zonas áridas o frías. • Se puede cultivar en ciudades. •
Se obtiene uniformidad en los cultivos. • Permite ofrecer mejores
precios en el mercado. • Se utilizan nutrientes naturales y limpios.
¿Qué desventajas tiene la hidroponía sobre el cultivo en tierra? En
la hidroponía la planta es dependiente completamente del cuidado del
hidrocultor, a diferencia de la tierra donde la planta se puede
desarrollar por cuenta propia.
La inversión inicial de un cultivo hidropónico es mayor a la
inversión de un cultivo en tierra, ya que se requiere el equipo
indispensable para echar a andar el proyecto.
La desinformación así como un gran surtido de productos costosos,
extravagantes e innecesarios, hacen parecer a la hidroponía como una
técnica de otro mundo e inalcanzable para la mayoría de la gente.
¿Cuales son los mitos más comunes de la hidroponía y del cultivo de
plantas?
Con la hidroponía las plantas producen una mayor cantidad de fruto.
Este es un mito muy común en el caso específico del jitomate, donde la
mayoría de la gente que está por empezar un proyecto de hidroponía
supone que con la hidroponía la planta del jitomate producirá mas fruto;
sin embargo esto es verdad. El jitomate es muy productivo en hidroponía
por la concentración de plantas que puedo llegar a tener (1 a 6 en
comparación de un cultivo en tierra); sin embargo, una planta de
jitomate producirá el mismo número de jitomates tanto en tierra como en
hidroponía, con los cuidados adecuados en ambos medios.
No todas las plantas se pueden sembrar por hidroponía,
especialmente los árboles. La hidroponía tiene un principio simple.
Colocar a la planta en un ambiente inerte y a partir de ahí, nosotros
controlar su nutrición. Este principio parte del cultivo en tierra, que
es el medio en el que todas las plantas se desarrollan, por lo que si se
puede dar en tierra, se puede dar por hidroponía. La técnica
hidropónica de raíz flotante solamente sirve para lechugas. Es cierto
que en la mayoría de los casos, vemos a la técnica hidropónica de raíz
flotante utilizarse exclusivamente con lechugas; sin embargo dicha
técnica puede funcionar con la mayoría de las plantas que su desarrollo
sea superficial y no subterráneo. Con esto quiero decir que la técnica
puede funcionar con plantas como el melón, la sandía, el pepino, el
jitomate, etc. y no es apta para plantas como por ejemplo la papa, la
cebolla, la jícama, zanahoria y demás, debido al exceso de humedad. La
desventaja que tiene la técnica, es que, debido al peso de las mismas,
el unicel que mantiene a flote a la planta, tiende a colapsarse, y de
ahí que la técnica hidropónica de NFT sea una mejoría de la técnica
hidropónica de raíz flotante, donde la planta, ahora si puede
sostenerse). La solución nutritiva se puede filtrar si se cultiva por
sustrato. Mucha gente le teme al cultivo vertical y a los cultivos
largos sobre sustito, ya que, un mito muy difundido es que la solución
nutritiva poco a poco se va filtrando mientras mas se adentra en el
sustrato. Sin embargo, si la solución nutritiva con la que trabajamos es
soluble, no existe razón alguna por la cual preocuparnos. Y si, la
Solución Nutritiva Hydro Environment también es soluble.
Si no tengo invernadero no puedo cultivar por hidroponía. La
hidroponía se puede dar en cualquier lugar, inclusive en una azotea o un
patio trasero y no es necesario contar con un invernadero o similar
para poder cultivar. El invernadero es benéfico cuando queremos proteger
nuestros cultivos de la intemperie, así como cuando queremos producir
productos fuera de temporada; sin embargo no es un elemento
indispensable para cultivar.
No es una regla que solamente gente con profesión se pueda dedicar a
los agros negocios. La hidroponía surge para facilitar el cultivo de
plantas de una manera más rápida, controlable y automatizada, y hoy en
día está al alcance de todo aquel que tenga un espacio que reciba luz
directa, tenga la profesión que tenga
