Introducción a las soluciones minerales y el agua en hidroponía

Soluciones minerales y agua

por Gospodín Konopí

En este número de Cannabis Magazine hablaré de la alimentación, del agua y del desarrollo de las soluciones minerales. La importancia de las soluciones minerales es crucial y su desarrollo un avance sin parangón en términos de revolución agroalimentaria. Hay que tener en cuenta que la hidroponía, en un mundo cuyos recursos hídricos se reducen de manera constante, tendrá un papel cada vez más importante el manejo del agua. En este sentido, la hidroponía es una técnica económica respecto del gasto hídrico[1].

Historia de una técnica agrícola revolucionaria

La historia del desarrollo de las soluciones minerales es la historia de una revolución agroalimentaria que ha permitido llevar el cultivo de plantas y verduras a otro nivel. Muchas personas han hecho grandes y significativas contribuciones al desarrollo del campo de la hidroponía. Algunas de las figuras más destacadas han sido el vizconde inglés Francis Bacon (se puede leer por ahí, en algún lugar de la red que en el año 1627 se publicó el primer trabajo sobre la hidroponía por sir Francis Bacon con su obra Sylva Sylvarum, no hagáis caso, es como decir que los juegos de pelota que se desarrollaron desde el siglo III a. C. son el fútbol de 1863[2]), el naturalista y geólogo inglés John Woodward o el célebre profesor de la Universidad de Berkeley Frederick Gericke además de otros como Carl C. Sprengel, Justus von Leibig, Julius von Sachs y Wilhelm Knop. Cada una de estas personas ha contribuido desde sus campos y sus posibilidades al desarrollo de esta técnica hasta llegar a los avances de la actualidad. Sprengel realizó innumerables investigaciones sobre la nutrición de las plantas entre 1787 y 1859. Estas investigaciones dieron como resultado quince elementos químicos básicos para que las plantas se puedan desarrollar. Por su parte, Leibig trabajó sobre una teoría mineral para el desarrollo de fertilizantes. De sus estudios infirió que el suelo aporta los compuestos inorgánicos y solubles. Antes de los estudios de Leibig se creía que las plantas se alimentaban de tierra básicamente. Por medio de sus estudios se determinó que una serie de elementos son absolutamente esenciales para la vida vegetal. Son esenciales porque una planta privada de cualquiera de estos elementos dejaría de existir.

En 1860, Sachs y Knop, botánico y químico respectivamente, probaron que las plantas pueden crecer y desarrollarse perfectamente en ausencia de elementos sólidos. Así pues, el cultivo de plantas y vegetales era posible por medio de una solución nutritiva. De hecho, la técnica de cultivo en solución nutritiva conocida como nutriculture fue desarrollada por Sachs y Knop. Concretamente Knop es conocido popularmente como “el padre de la cultura del agua.”

Ya en 1929, el profesor Gericke publicó, en un artículo titulado “Acuacultura: un medio para producir cosechas”, una serie de experimentos y hallazgos que revolucionaron la noción de la agricultura. De hecho, no eran elementos teóricos sino hechos empíricos, el método había sido probado con gran éxito. El resultado: enormes matas de tomates “de hasta siete metros de altura”[3] que fueron fotografiadas y ampliamente difundidas por los medios de comunicación. Tal fue el éxito publicitario que la mercadotecnia impulsó dudosos sistemas que trataban de emular a éste, mucho tiempo antes de que la técnica estuviese disponible para un contexto industrial o incluso casero.

Todos estos avances supusieron un desarrollo sin parangón de esta técnica. Aun con todo, las técnicas llevadas a cabo por Gericke eran muy complejas para ser utilizadas por personas legas en la materia. Pero los esfuerzos de Gericke lo llevaron a colaborar con otros colegas y en 1936, Gericke junto con Tavernetti publicaron la obra Heating of liquid culture media for tomato production.[4] Esta obra constituía una especie de registro con los datos de los cultivos exitosos de matas de tomates mediante agua y soluciones nutritivas.

Aplicaciones prácticas en el cultivo hidropónico

Tras los descubrimientos de Gericke y sus colegas comenzarían a vislumbrarse algunas de las muchas aplicaciones prácticas de esta técnica de cultivo. En las campañas militares, para el abastecimiento en puntos remotos del planeta como islas o para el cultivo en zonas en las que antes no era posible debido a las condiciones climatológicas y geográficas.

Beltrano & Gimenez (2015) han recogido en algunos de sus trabajos la enorme importancia del cultivo hidropónico. Concretamente esta técnica de cultivo ha incidido muy positivamente en el desarrollo del sector de la aviación tanto militar como civil: “El primer triunfo comercial de los cultivos hidropónicos ocurrió cuando Pan American Airways decidió establecer un centro de cultivos hidropónicos en la distante Isla Wake en medio del Océano Pacífico para proporcionar suministros regulares de verduras frescas a los pasajeros y tripulaciones de la aerolínea”[5].

Avances en soluciones minerales

En 1938, Dennis Robert Hoagland desarrolla una solución mineral que posteriormente en 1950 Daniel Arnon revisa. Pese a que estas fórmulas han sido modificadas en varias ocasiones, principalmente para mejorar la estabilidad añadiendo quelatos de hierro, tuvieron tanto éxito que alguna de estas fórmulas de complejos nutricionales está perfectamente vigente en la actualidad.

Componentes de las soluciones minerales

Las plantas se alimentan, como ha demostrado Liebig, por medio de una serie de macronutrientes, nutrientes secundarios y micro nutrientes. Los macroelementos son: nitrógeno, potasio y fósforo principalmente. Entre los nutrientes secundarios podemos encontrar: calcio, magnesio y azufre. Los micronutrientes relacionados son: hierro, cobre, zinc, manganeso, boro, molibdeno y cloro. Con el carbono como ejemplo, elemento común a todos los seres vivos, quiero expresar que aun no formando parte de la estructura de la planta posee un peso enorme en varios procesos fundamentales de la misma.

Según Texier[6], “las soluciones de nutrientes minerales están hechas de sales disueltas y son directamente asimiladas por la planta, pero no tienen la capacidad de adherirse a la tierra […] generará una respuesta inmediata.” Es decir, estos nutrientes estarán entre la tierra, pero no formando parte de la misma, por eso no resulta indispensable, precisamente porque esos nutrientes tan esenciales pueden ser aplicados a un medio líquido.

Entonces, ¿qué es una solución mineral? Una solución mineral es un complejo de los elementos minerales de la cual se alimentarán las plantas que se desarrollen por medio de esta técnica de cultivo.

Creación y uso de soluciones minerales

Por lo general, lo más recomendable cuando alguien se inicia en el cultivo hidropónico es recurrir a soluciones minerales ya comercializadas. En el caso de cultivadores inexpertos será una opción más que acertada.

Hidroponía detalle 1

Sin embargo, las soluciones nutritivas pueden ser elaboradas por nosotros mismos utilizando alguna de las muchas fórmulas desarrolladas y casi de dominio público. Un ejemplo podría ser el que sigue:

Esto viene indicado en partes por millón o mg/L. La “etapa A” va desde la germinación hasta que aparecen los frutos y la “etapa B” va desde que aparecen estos frutos hasta su recolección y recogida.

Macronutrientes

Micronutrientes

Gramos por cada 450 mililitros

Nutriente

Etapa A

Etapa B

Ácido bórico

7.50

N

113

144

Cloruro de magnesio

Hidroponía detalle 2

6.75

P

62

62

Cloruro cúprico

0.37

K

199

199

Publicidad de Metrop

Trióxido de molibdeno

0.15

Mg

50

50

Hidroponía detalle 3

Sulfato de zinc

1.18

Ca

122

165

   

F

2.5

2.5

   

En relación a los micronutrientes, se mezcla lo que he indicado en medio litro de agua concretamente. Una vez hecho esto, ya tenemos la mezcla preparada: un cuarto de litro para unos 1.000 litros de la solución mineral.

Calidad del agua en sistemas hidropónicos

Jacques Cousteau solía decir que nos olvidamos de que el ciclo del agua y el de la vida son uno mismo. En general, la presencia y calidad del agua va a determinar el tipo de cultivo y su calidad. La presencia de metales pesados, así como otros elementos tóxicos, será clave para valorar la expresión final del producto en cuanto a su calidad.

Sin agua nada vive ni nada crece, ya que ésta es un elemento fundamental para cualquier ser vivo. Además, como he dicho, no solamente la presencia de agua será suficiente. Ésta ha de ser de calidad y para cerciorarnos podemos realizar un análisis al agua que habitualmente utilizaremos para abastecer el sistema hidropónico utilizado. Con un análisis de este tipo podremos hacernos una idea de la composición general del agua y la presencia de minerales, con lo que estaremos prevenidos y podremos actuar en el caso de disponer de aguas demasiado duras. Es decir, la solución mineral dependerá en gran medida del agua que vayamos a utilizar. Cualquiera podría decir: “Pero si el agua es igual en todas partes.” Nada más lejos de la realidad. El agua es diferente, por así decirlo, en cada sitio. Su composición varía, como es lógico, en función de los minerales presentes en las cuencas por medio de las cuales nos abastecemos. Por ejemplo, el agua de la traída tendrá un nivel muy superior de cloro que la de un manantial natural. Concretamente, en el caso del cloruro, su defecto como su exceso producirá problemas[8] en las plantas. Por estas razones, saber con qué composición mineral contamos se vuelve un elemento de vital importancia en los cultivos hidropónicos. En el caso de algunos elementos su presencia o carencia puede incidir negativamente en el desarrollo evolutivo de las plantas, ahora bien, en el caso de otros elementos su falta o exceso puede suponer la muerte de los ejemplares.

pH y conductividad eléctrica (EC) en soluciones de nutrientes

El pH hace referencia a la agrupación de iones de hidrógeno que van a marcar el grado de acidez de una solución. En el caso de la conductividad eléctrica, ésta viene expresada por la concentración de sales minerales disueltas en la solución nutritiva y hace referencia a la capacidad de conducir la corriente eléctrica.

En el caso del pH, su rango tendrá que situarse entre un 5,6 y un 6,5 y jamás ha de caer del 5,5. Esto sería un claro problema de sobreabsorción y sobreexposición de nutrientes. La variación hace que la estabilización del pH en sistemas hidropónicos sea siempre más complicada. Por medio del pH podremos saber si tenemos un cultivo saludable y cuando éste se sitúe entre los valores que he indicado podremos estar seguros de que las redes radiculares de nuestros ejemplares se encontrarán en la mejor de las disposiciones para la absorción de aquellos elementos solubles que se encuentran presentes en la solución nutritiva presente en el agua.

En el caso de la conductividad eléctrica (CE) puedo decir que ésta vendrá expresada por la concentración de sales minerales disueltas en la solución nutritiva. La conductividad eléctrica siempre se referirá a la capacidad de conducir la corriente eléctrica como he dicho. La CE sirve como medida para determinar la cantidad de sales presentes en el agua y, al mismo tiempo, su función está profundamente relacionada con el transporte de los nutrientes respecto de la nutrición de las plantas. Un CE elevado expresa que existen elevadas concentraciones de minerales y esto puede constituir una grave amenaza para nuestras plantas.

Hidroponía detalle 4

Terminamos aquí este acercamiento a la técnica de cultivo hidropónico. En el número siguiente proseguiré ahondando en cuestiones relacionadas con el cultivo por medio de técnicas hidropónicas.

Tabla 1: Adaptación del trabajo de Jensen, M. & A. Malter (1995). “Protectec agriculture: A global reviw. World Bank Tech”. Paper n. º 253. página 65-68, para macronutrientes y micronutrientes.

REFERENCIAS

  1. Escohotado, A. (1997). La cuestión del cáñamo. Barcelona, Ed. Anagrama.

  2. «Las Islas Británicas, el hogar del fútbol». Sitio oficial de la FIFA. Archivado desde el original el 4 de noviembre de 2007.

  3. Castillo, C. (2001) La Hidroponía como alternativa de producción vegetal. Recuperado de:

    https://goo.gl/PCkkQT.

  4. Gericke, W. F., & Tavernetti, J. R. (1936). “Heating of liquid culture media for tomato production”. Agr. Eng, (17), 141-142.

  5. Beltrano, J. & Gimenez, D. (2015), Cultivo en hidroponía. Buenos Aires, Libros de Cátedra.

  6. Texier, W. (2013), Hidroponía para todos. Todo sobre la horticultura en casa. París, Mama editions.

  7. Jensen, M. & A. Malter (1995). “Protectec agriculture: A global review”. World Bank Tech. (253), 65-68.

  8. Von Uexkull, H. R. (1996). “El cloro en la nutrición de la Palma aceitera”. Informaciones Agronómicas, (24), 4-6.

     


Preguntas Frecuentes

P: ¿Qué es la hidroponía?
R: La hidroponía es una técnica de cultivo que utiliza soluciones minerales y agua en lugar de tierra para cultivar plantas.

P: ¿Cuáles son los beneficios de la hidroponía?
R: La hidroponía permite un uso más eficiente del agua y puede llevarse a cabo en áreas donde el cultivo tradicional no es posible. También permite un mayor control sobre la nutrición de las plantas.

P: ¿Quiénes han sido algunos de los pioneros en el desarrollo de la hidroponía?
R: Algunos de los pioneros incluyen a Francis Bacon, John Woodward, Frederick Gericke, Carl C. Sprengel, Justus von Leibig, Julius von Sachs, y Wilhelm Knop, quienes realizaron importantes contribuciones al avance de la técnica.

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