En la primera parte, donde tratamos los cultivos sin suelo con solución nutritiva recirculante, nos centramos en el estudio del sistema NFT, el más antiguo, que concebía a la planta “casi flotando” sobre una corriente de líquido constante.
Por Víctor Bataller Gómez
Ahora utilizaremos una serie de sustratos que, si bien dan sustento físico a la raíz, no influyen de manera alguna sobre su desarrollo. Este tipo de sustrato no aporta sustancia alguna al cultivo y tampoco influye sobre él. Sin embargo, presenta el mismo inconveniente que el NFT ya que ante un error o alteración grave ninguno de ellos tiene la capacidad de compensar en parte dicho error o alteración. Por el contrario, un suelo natural sí.
Los sistemas de cultivo en sustratos como lana de roca, fibra de coco, vermiculita, perlita o turba surgieron originalmente como sistemas con solución perdida, de manera que el drenaje producido no es reutilizado en el riego del cultivo, sino eliminado al medio. Esta forma de actuar resulta más sencilla que hacer recirculación, ya que se dispone de un agua de entrada de composición más o menos constante a la que sólo hay que ir corrigiendo para alcanzar el equilibrio nutricional deseado. Se controla el drenaje para que no se produzcan incrementos bruscos de la conductividad eléctrica y el pH, y para saber que se mantienen unos niveles adecuados de los distintos iones que eviten la competencia de unos sobre otros.
Sin embargo, la legislación medioambiental restrictiva que se ha empezado a aplicar en el norte de Europa, principalmente Holanda, en los últimos diez años, ha motivado que los productores de esta zona adapten sus sistemas de cultivo en sustratos, que conocen perfectamente, y a los que han adaptado para las nuevas exigencias, no habiendo prosperado los sistemas recirculantes clásicos como el NFT.
En un sistema de cultivo en sustratos con recirculación del drenaje podemos distinguir los siguientes elementos principales: sistema de mezcla del drenaje y el agua de aporte exterior, bomba de impulsión, sistema de inyección de fertilizantes, tuberías de distribución y goteros, sustrato de cultivo, canales de recogida del drenaje, depósito intermedio de acumulación del drenaje, sistema de desinfección del drenaje y depósito de acumulación final del drenaje.
La mezcla del agua que se aporta del exterior y el drenaje puede realizarse en un depósito al que se añaden unos volúmenes determinados de los mismos en función del porcentaje de drenaje al que se esté funcionando. Estos volúmenes pueden establecerse mediante la colocación en el depósito de sondas de nivel a una altura adecuada. También se puede llevar a cabo mediante una válvula motorizada que permita el paso de una mayor o menor cantidad de drenaje para que, en su mezcla con el agua, se alcance un determinado valor de conductividad eléctrica, el cual se habrá previamente establecido en función del porcentaje de drenaje que se pretende recircular.
La bomba de impulsión es la que se encarga de aspirar la mezcla formada por el drenaje y el agua de aporte exterior, haciéndola pasar por el sistema de inyección de fertilizantes y, una vez obtenida la solución nutritiva final, impulsándola a los goteros a la presión necesaria.
El sistema de inyección de fertilizantes tiene por objeto mezclar, de forma homogénea, los fertilizantes de aporte exterior con el agua de riego. Este sistema puede utilizar tanque de mezclas o inyección directa, y a su vez la incorporación de las soluciones madre se puede hacer con un inyector de Venturi o con bombas inyectoras.
Las tuberías de distribución se encargan de llevar la solución nutritiva final desde el cabezal de riego hasta el cultivo. Deben estar dimensionadas en función del caudal y la presión del agua que vaya a circular por ellas. Los goteros deben ser autocompensantes y antidrenantes porque así aplican la misma cantidad de agua independientemente de la presión y del caudal en la tubería.
El sustrato de cultivo puede ser cualquiera de los utilizados en sistemas con solución perdida. Deberá ser el productor quién elija aquél que más le interesa en función de su precio, facilidad de manejo, etc.
Los canales de recogida del drenaje conducen a éste desde el sustrato de cultivo hasta el depósito intermedio de acumulación. Debe tratarse de un sistema barato para que resulte asequible al agricultor. Las bandejas metálicas suelen ser costosas y es necesario acudir a algún soporte de polipropileno o polietileno expandido cubierto por una lámina de plástico.
El depósito intermedio de acumulación del drenaje no debe ser de gran capacidad, ya que únicamente sirve para acumular un cierto volumen de agua, de forma que sea suficiente para hacerlo pasar a través del equipo de desinfección.
Hay varios sistemas de desinfección del drenaje: radiación ultravioleta, por calor, ozonización o ultrafiltración. No es imprescindible su instalación, pero sí aconsejable para reducir el riesgo de un ataque generalizado por parte de alguna especie fitopatógena.
Por último, el depósito de acumulación final del drenaje es el que va a almacenar éste hasta que se vuelva a utilizar en mezcla con el agua que se aporta desde el exterior. Debe tener un volumen suficiente como para contener al menos todo el drenaje que se va a producir entre riegos sucesivos, aunque es conveniente disponer de un cierto volumen adicional de seguridad.
Cuando se recircula el drenaje, previo al riego, es necesario mezclarlo con agua con el fin de reponer la absorción realizada por el cultivo. Dado que la idea que se persigue es conseguir un sistema estacionario en el que no se produzca la acumulación de ningún ion, la cantidad de fertilizantes a aportar desde el exterior, junto con los nutrientes que incorpora el agua de entrada, debe ser tal que, por cada litro de agua absorbido, se añada para cada ion el coeficiente de absorción del cultivo. Este aporte exterior de nutrientes, junto con los elementos nutritivos que lleva de por sí el drenaje, va a dar lugar a la solución final, la cual debe mantener un equilibrio adecuado entre los diferentes iones, tal y como es sabido para los sistemas de cultivo en sustratos con solución perdida. En el caso de que esto no suceda, habrá que variar el aporte de determinados fertilizantes hasta recuperar el equilibrio óptimo.
Por tanto, a diferencia del NFT, en recirculación en sustrato no es posible trabajar a concentraciones finales de nutrientes muy variadas ya que el suministro de solución nutritiva al cultivo no es continuo, sino puntual en función de sus necesidades hídricas, y la cantidad de agua que se aporta es justo la que absorbe el cultivo más un cierto porcentaje de drenaje. A la hora de calcular las cantidades de fertilizantes que es necesario añadir al sistema, hay que tener en cuenta que el agua ya lleva unas ciertas cantidades de elementos minerales que es necesario descontar de los coeficientes de absorción. Por tanto, sólo habrá que añadir el resto hasta alcanzar los niveles marcados por dichos coeficientes.
Si el agua de riego ya de por sí incorpora algún ion en una concentración superior a la que es capaz de absorber el cultivo, como es el caso de las aguas salinas con respecto al sodio y los cloruros, resultará inevitable la acumulación de ese ion en el drenaje, por lo que no quedará más remedio que eliminar periódicamente dicho drenaje o, lo que es mejor, tirar pequeñas cantidades de éste de forma más o menos continua. Esto se podría conseguir recirculando una menor cantidad de agua de la que es drenada, con lo cual el depósito de acumulación se desbordaría y el exceso saldría del circuito. De esta manera se evitaría la acumulación de ese ion por encima de un nivel dado. La fórmula que permite calcular el porcentaje del agua total aplicada en el riego que es necesario eliminar del sistema para evitar la acumulación del ion por encima de su concentración máxima permitida es:
(X + Pa) ∙ Cg – Pa ∙ Ca = X ∙ Cm
X =
X = diferencia entre el porcentaje de agua drenada y recirculada, o lo que es lo mismo, porcentaje de agua eliminada del sistema.
Pa = porcentaje de agua que es absorbida por el cultivo.
Cg = concentración del ion limitante en el agua de aporte exterior.
Ca = coeficiente de absorción del cultivo para ese ion.
Cm = concentración máxima que se permite para ese ion en el drenaje.
La inyección de fertilizantes tradicionalmente se viene realizando mediante la regulación de la conductividad eléctrica y el pH. Sin embargo, una forma más racional y exacta de añadir al agua de riego unas cantidades de fertilizantes concretas es a través del sistema de inyección proporcional o por caudal. Mediante este sistema es posible añadir por cada litro de agua unas cantidades exactas de cada fertilizante, con lo cual se estará echando lo que realmente se quiere.
El siguiente paso sería, al igual que en NFT, la utilización de sondas selectivas para distintos iones, de manera que la concentración de éstos pudiera ser medida en continuo y la adición de fertilizantes se llevara a cabo de forma automática para mantener unos niveles determinados de los diferentes elementos, que previamente se habrían indicado al sistema de control.
Ventajas e inconvenientes del sistema NFT frente a la recirculación en sustratos
Las ventajas del sistema de cultivo hidropónico NFT frente a los sistemas recirculantes en sustratos serian:
- El agua y los nutrientes se encuentran en contacto directo con las raíces del cultivo y están fácilmente disponibles para éste, al no existir retención alguna por la ausencia de sustrato. Esto permite que el gasto de energía que debe realizar la planta en el proceso de absorción sea algo menor y que, por tanto, esa energía ahorrada se pueda derivar hacia una mayor producción. No obstante, mucho más importante que esto resulta aún el hecho de que, en un NFT, el cultivo está sometido a una menor presión osmótica que en un sustrato, debido a que se puede trabajar con niveles de nutrientes menores como consecuencia de la continua circulación y renovación de la solución nutritiva, y a que todas las plantas disponen prácticamente de la misma solución en el medio radicular, al ser éste acuoso, mientras que en una tabla o saco de sustrato sí se presentan diferencias de concentración en función de la distancia que haya al gotero.
- En NFT la renovación continua de la solución nutritiva, que se produce en la zona radicular, permite evitar posibles déficits locales de nutrientes. Todo ello puede repercutir en un crecimiento más acelerado y en la obtención de una mayor precocidad.
- La instalación de un NFT resulta más sencilla (menor número de bombas para trasiego del agua, inyección de fertilizantes más simple, se evita la obturación de los goteros, etc.).
Por otro lado los inconvenientes del sistema NFT frente a la recirculación en sustratos serían:
- En NFT la solución nutritiva puede alcanzar temperaturas excesivamente elevadas, mayores que en sustrato, que perjudiquen al sistema radicular, especialmente en cultivos bajo invernadero en épocas calurosas. Ello obliga, para este tipo de cultivos, a incorporar algún sistema de refrigeración de la solución, mientras que en sustratos no es necesario si se evita un excesivo calentamiento de dicha solución en las tuberías de distribución. En lo que se refiere a la situación contraria, el enfriamiento excesivo de la solución nutritiva en NFT, también llega a ser un factor limitante y, para contrarrestarlo, hay que instalar una caldera que permita el calentamiento del agua, cuando sea necesario, antes de aportarla al cultivo.
- Los niveles de oxígeno en el agua pueden llegar a ser excesivamente bajos en NFT, lo que impide una adecuada oxigenación de las raíces del cultivo y origina la muerte de éstas. Esto puede ser especialmente preocupante con altas temperaturas, ya que se reduce la solubilidad del oxígeno en el agua, mientras que la actividad metabólica de la planta es superior y tiene, por tanto, mayores necesidades de dicho elemento. Para evitar estos problemas, es necesario crear la mayor turbulencia posible en las caídas del agua a diferentes niveles (desde los canales de cultivo a la tubería colectora y desde ésta al tanque colector) con el fin de aumentar su oxigenación. Asimismo, no se deben disponer canales excesivamente largos. Frente a ello, para conseguir una buena oxigenación de las raíces del cultivo en un sistema recirculante en sustratos, sólo es necesario mantener en éstos una adecuada relación agua-aire, evitando su encharcamiento.
- Los canales de cultivo del NFT son caros ya que han de ser de un material rígido y de calidad para mantener una lámina de agua correcta, mientras que en recirculación en sustratos, los canales de recogida del drenaje pueden ser mucho más sencillos, ya que su única función es la de llevar dicho drenaje hasta el tanque de acumulación.
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Muchos años luchando en la sombra para que el cannabis florezca al sol.
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