Issuu

Cultivos hidropónicos Lluís Recasens Pahí

fictium@gmail.com

www.bibliotecahorticultura.com

2026

Cultivos hidropónicos Lluís Recasens Pahí fictium@gmail.com DOI: https://doi.org/10.66192/4u6nw1d

Índice 1. Fundamentos de nutrición vegetal ............................................................................................1 1.1. Los Jugadores principales: macronutrientes ......................................................................1 1.2. Los especialistas: micronutrientes ......................................................................................1 2. Unidades de medida y conversiones .........................................................................................2 2.1. La riqueza de los fertilizantes..............................................................................................2 2.2. La importancia de la Valencia y los Miliequivalentes (meq/L) ...........................................2 3. El agua de riego: punto de partida.............................................................................................3 3.1. La Interpretación del análisis de agua ................................................................................3 3.2. El Problema de los Bicarbonatos (HCO3−) ..........................................................................4 4. Cálculo de la formulación nutritiva ............................................................................................4 4.1. El balance de Iones (aniones y cationes) ............................................................................4 4.2. El orden de los cálculos: El "efecto dominó" ......................................................................4 5. Preparación de soluciones madre (concentradas) ....................................................................5 5.1. La regla de oro: la compatibilidad.......................................................................................6 5.2. El sistema de tanques (A, B y C) ..........................................................................................6 5.3. El Límite de la solubilidad ...................................................................................................6 6. Ajuste y manejo en tiempo real .................................................................................................7 6.1. El análisis del drenaje (Lixiviados) .......................................................................................7 6.2. Corrección de desviaciones ................................................................................................7 6.3. Automatización y sensores .................................................................................................7 7. Guía de cálculos paso a paso .....................................................................................................9 7.1. Definición del Objetivo .......................................................................................................9 7.2. Conversión de riqueza comercial ........................................................................................9 7.3. Cálculo de la masa necesaria ..............................................................................................9 7.4. El factor de concentración y el volumen del tanque ........................................................10 7.5. El orden crítico de disolución ............................................................................................11 8. Micronutrientes y quelatos......................................................................................................12 8.1. La importancia de la precisión ..........................................................................................12 8.2. ¿Qué es un Quelato?.........................................................................................................12

8.3 El cálculo de micronutrientes en mmol/L ..........................................................................12 9. Ajuste por etapa fenológica (Relación N: K) ............................................................................13 10. Neutralización de Bicarbonatos y Ajuste de pH.....................................................................13 10.1. El papel de los bicarbonatos (HCO3−).............................................................................13 10.2. Elección del ácido según el objetivo ...............................................................................14 10.3. El cálculo de neutralización.............................................................................................14 11. La hoja de cálculo de fertirriego ............................................................................................15 12. Mantenimiento y limpieza del sistema ..................................................................................18 12.1. Principales causas de obstrucción ..................................................................................18 12.2. Limpieza química de las instalaciones ............................................................................19 12.3. Seguridad en el manejo de ácidos ..................................................................................20 12.4. Verificación final del sistema ..........................................................................................21 13. Formulario de cálculos .......................................................................................................21 14. Guía de diagnóstico y ajuste en tiempo real..........................................................................21 15. Caso práctico: tomate en floración ........................................................................................22 16. Organización de los tanques: tanque A y tanque B ...............................................................27 16.1. Función del ácido en los tanques....................................................................................27 16.2. Riesgo de precipitación por mezclas incompatibles .......................................................27 17. Protocolo de preparación en el cabezal ................................................................................28 18. Control de calidad (CE y pH) ..................................................................................................29 18.1. Importancia de medir en el gotero .................................................................................29 19. Análisis de drenaje .................................................................................................................29 20. Ajustes por clima y fenología .................................................................................................29 21. Interpretación del análisis foliar ............................................................................................30 22. Ajustes en etapas críticas del cultivo .....................................................................................31 22.1. Práctica de ajuste: el problema del calcio ......................................................................32 23. Las diez reglas de oro del fertirriego..................................................................................34 24. Guía de ajustes rápidos ante imprevistos ..............................................................................35 25. Protocolo de mantenimiento preventivo ..............................................................................36 26. Casos prácticos de cultivos hidropónicos ..............................................................................39 26.1. Fertilizantes simples utilizados .......................................................................................39 26.2. Consideraciones sobre micronutrientes .........................................................................42 27. Sustratos utilizados en hidroponía ........................................................................................42 27.1. Manejo de lana de roca ..................................................................................................42 27.2. Programa de riego en fase vegetativa ............................................................................43 27.3. Programa específico por cultivo .....................................................................................43

27.4. Tabla de control de riegos ..............................................................................................44 27.5. Ajuste del riego según la respuesta del cultivo ..............................................................44 28. Cálculo de soluciones nutritivas con fertilizantes simples .....................................................45 28.1. Ajuste del pH mediante ácido nítrico .............................................................................45 28.2. Procedimiento seguro de corrección del pH ..................................................................45 28.3. Corrección si el pH baja demasiado ................................................................................46 28.4. Causas frecuentes de bajadas bruscas de pH .................................................................46 29. Diagnóstico visual y corrección de problemas .......................................................................47 29.1. Síntomas en hojas jóvenes..............................................................................................47 29.2. Síntomas en hojas viejas .................................................................................................48 29.3. Síntomas en fruto ...........................................................................................................48 29.4. Diagnóstico por raíces .....................................................................................................48 29.5. Diferenciar un problema general de uno localizado.......................................................49 29.6. Ejemplos prácticos de diagnóstico ..................................................................................49 29.7. Antagonismos nutricionales ...........................................................................................50 29.8. Errores frecuentes en el diagnóstico ..............................................................................50 29.9. Factores que pueden confundir el diagnóstico ..............................................................51 30. Automatización y diseño del sistema ....................................................................................53 30.1. Riego por tiempo, sistema de riego e hidráulica ............................................................53 30.2. Controladores de pH y CE ...............................................................................................53 30.3. Organización del espacio ................................................................................................54 30.4. Tanques, inyectores y drenaje ........................................................................................54 30.5. Mantenimiento del sistema automatizado ....................................................................55 30.6. Disposición del cultivo y lana de roca .............................................................................55 30.7. Gestión del drenaje .........................................................................................................55 30.8. Seguridad en la instalación .............................................................................................56 30.9. El colector de salida e inyección .....................................................................................56 30.10. Factores críticos del sistema .........................................................................................56 30.11. Condiciones climáticas críticas......................................................................................56 31. Plan de mantenimiento y regulación .....................................................................................57 31.1. Plan de regulación nutricional ........................................................................................58 31.2. Orden de mezcla .............................................................................................................59 31.3. Momento de inyección ...................................................................................................59 31.4. Prueba del vaso ...............................................................................................................60 31.5. Compatibilidad de fertilizantes .......................................................................................60 31.6. Seguridad y primeros auxilios .........................................................................................61

32. Control del agua y del drenaje ...............................................................................................62 32.1. Medición de alcalinidad con test KH...............................................................................62 32.2. Interpretación de la alcalinidad ......................................................................................63 32.3. Temperatura del agua y medición de pH/CE ..................................................................63 32.4. Temperatura, solubilidad y oxígeno disuelto .................................................................63 32.5. Lectura de cationes y aniones.........................................................................................65 32.6. Ajuste de la receta según el análisis de agua..................................................................66 32.7. Interpretación de la CE del drenaje ................................................................................66 32.8. Interpretación del pH del drenaje...................................................................................67 32.9. Porcentaje de drenaje.....................................................................................................67 32.10. Estaciones de control del drenaje.................................................................................68 32.11. Riego por pulsos............................................................................................................69 32.12. Errores frecuentes en el riego y control .......................................................................71 33. Manejo del cultivo en hidroponía ..........................................................................................71 33.1. Entutorado y soporte ......................................................................................................71 33.2. Poda ................................................................................................................................71 33.3. Polinización .....................................................................................................................72 33.4. Control climático pasivo..................................................................................................72 33.5. Bioseguridad ...................................................................................................................73 34. Escalado profesional y producción comercial........................................................................73 34.1. Calendario de siembra y producción ..............................................................................73 34.2. Fertilizantes a gran escala ...............................................................................................74 34.3. Distribución en tanques de concentrado........................................................................74 34.4. Bioseguridad y control de calidad ...................................................................................75 34.5. Gestión de residuos y economía circular ........................................................................75 34.6. Recirculación de drenajes ...............................................................................................76 35. Puesta en marcha y control inicial .........................................................................................77

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons ReconocimientoNoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.01.)

Cultivos hidropónicos

1. Fundamentos de nutrición vegetal Comprender las necesidades nutricionales de la planta es fundamental para interpretar correctamente los cálculos y el equilibrio químico de una solución nutritiva. Las plantas no absorben tierra, sino iones minerales disueltos en agua. Estos nutrientes se clasifican según la cantidad requerida por el cultivo en dos grandes grupos: 1.1. Los Jugadores principales: macronutrientes Son los que la planta consume en grandes cantidades. Se dividen en: • •

Primarios: Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Potasio (K). Son los famosos números que ves en cualquier saco de fertilizante comercial. Secundarios: Calcio (Ca), Magnesio (Mg) y Azufre (S). Aunque se llaman secundarios, son vitales para la estructura celular y la Figura síntesis.

1.2. Los especialistas: micronutrientes Elementos como el Hierro (Fe), Manganeso (Mn), Boro (B), Zinc (Zn), Cobre (Cu) y Molibdeno (Mo). La planta los necesita en cantidades mínimas (trazas), pero su ausencia puede detener el crecimiento por completo. Conceptos críticos de control: pH y CE Para que estos nutrientes lleguen a la planta, el "ambiente" en el agua debe ser el correcto. Aquí es donde entran dos términos que usaremos constantemente en los cálculos: •

•

pH (Potencial de hidrógeno): Determina la disponibilidad. Si el pH es muy alto o muy bajo, algunos nutrientes se "bloquean" químicamente y la planta no puede absorberlos, aunque estén ahí. El rango ideal suele estar entre 5.5 y 6.5. CE (Conductividad eléctrica): Determina la cantidad total de sales disueltas. Cuantos más fertilizantes añadimos, más alta es la CE. Puede interpretarse como un indicador de la concentración total de sales disueltas.

Aplicación técnica: Imagina que preparas una solución con mucho Calcio (Ca2+) y mucho Fósforo (como PO43−). Si el pH no es el adecuado, estos dos elementos pueden reaccionar y formar un precipitado sólido parecido a una tiza en el fondo del tanque. Este tipo de reacciones reduce la disponibilidad de nutrientes para la planta y puede provocar problemas de absorción en la raíz. Por ello, el control del pH es uno de los factores más importantes en el manejo de soluciones nutritivas.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 1. Cultivos hidropónicos de fresas en perlita

2. Unidades de medida y conversiones Los fertilizantes comerciales vienen expresados en porcentajes (%) de riqueza, pero para formular correctamente una solución nutritiva, necesitamos calcular cuántos miligramos por litro (mg/L) o milimoles (mmol/L) hay realmente en el agua. 2.1. La riqueza de los fertilizantes Cuando compras un saco de Nitrato de Potasio, no es 100% potasio puro. El fabricante te indica una riqueza (por ejemplo, 13-0-46). Esto significa que, por cada 100 kg de producto, hay 13 kg de Nitrógeno (N) y 46 kg de Óxido de Potasio (K2O). Nota técnica: En horticultura, el Fósforo y el Potasio suelen expresarse como óxidos (P2O5 y K2O). Para los cálculos de precisión, debemos convertirlos a elementos puros (P y K). De mg/L a Milimoles (mmol/L) Como vimos brevemente antes, las plantas no reaccionan a los "gramos", sino a la cantidad de moléculas o iones. El milimol nos dice cuántas piezas de un nutriente tenemos. La fórmula maestra es: mmol/L = Peso Atómico (PA) + mg/L 2.2. La importancia de la Valencia y los Miliequivalentes (meq/L) Aquí es donde la química se pone interesante. Los nutrientes en el agua tienen carga eléctrica (iones).

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

• •

Cationes (+): Potasio (K+), Calcio (Ca2+), Magnesio (Mg2+). Aniones (-): Nitrato (NO3−), Fosfato (H2PO4−), Sulfato (SO42−).

Para que tu solución nutritiva sea estable, la suma de las cargas positivas debe ser igual a la suma de las negativas. Para medir esto usamos el miliequivalente: Pongamos esto en práctica con un ejemplo real: Imagina que el análisis de tu receta pide 200 mg/L de Calcio (Ca). Sabemos que el Peso Atómico del Calcio es 40.1 y su valencia es 2. 1. 2.

Primero, calculamos los milimoles: 200/40.1=4.98 mmol/L. Ahora, para saber cuánta "carga eléctrica" aporta, multiplicamos por su valencia (2).

Si tenemos 4.98 mmol/L de Calcio, ¿cuántos miliequivalentes (meq/L) crees que aporta esa cantidad a la solución?

Figura 2. Cultivo hidropónico de pimientos en lana de roca.

3. El agua de riego: punto de partida Antes de abrir cualquier saco de fertilizante, debemos saber qué contiene el agua que vamos a usar. El agua de pozo o de red no es H2O pura; ya trae minerales disueltos que la planta aprovechará (o que podrían darnos problemas). No considerar estos nutrientes "gratuitos" es el error número uno en el cálculo de soluciones. 3.1. La Interpretación del análisis de agua Un buen análisis para fertirriego debe incluir, como mínimo:

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

• • •

pH y Conductividad Eléctrica (CE). Cationes: Calcio (Ca2+), Magnesio (Mg2+), Sodio (Na+) y Potasio (K+). Aniones: Bicarbonatos (HCO3−), Sulfatos (SO42−), Cloruros (Cl−) y Nitratos (NO3−).

3.2. El Problema de los Bicarbonatos (HCO3−) Los bicarbonatos actúan como un "escudo" (tampón) que impide que el pH baje. Si tienes muchos bicarbonatos y añades ácido, el pH no bajará hasta que los hayas neutralizado casi por completo. Regla de oro: Normalmente, queremos dejar una pequeña cantidad de bicarbonatos (entre 0.5 y 1.0 meq/L) para que el pH de la solución sea estable y no caiga bruscamente. Nutrientes que “ahorramos” Si tu agua ya tiene 3 meq/L de Calcio y tu receta pide 5 meq/L, solo necesitas añadir 2 meq/L. Si ignoras lo que ya trae el agua, acabarás con un exceso de sales que puede bloquear otros nutrientes o quemar las raíces. Tu reto de cálculo para este capítulo: Imagina que el análisis de tu agua dice que tienes 2.5 meq/L de Calcio (Ca2+). Tu receta objetivo para el cultivo pide un total de 9.0 meq/L de Calcio. Teniendo en cuenta que ya tienes una parte en el agua, ¿cuántos miliequivalentes (meq/L) de Calcio tendrías que añadir tú mediante fertilizantes para alcanzar el objetivo de la receta? ¿Qué resultado te da esa resta? Una vez tengamos este dato, podremos pasar al siguiente capítulo para elegir qué fertilizante usar.

4. Cálculo de la formulación nutritiva Este es el corazón del compendio, donde unimos la receta teórica con la realidad química. En este punto, ya sabemos qué quiere la planta (Capítulo 1), cómo medirlo (Capítulo 2) y qué nos da el agua (Capítulo 3). Ahora debemos calcular cuánto fertilizante añadir para cubrir la diferencia. 4.1. El balance de Iones (aniones y cationes) Una solución nutritiva debe ser eléctricamente neutra. Esto significa que la suma de las cargas positivas (Cationes) debe ser igual a la suma de las cargas negativas (Aniones), medidas en meq/L. • •

Cationes (+): K+, Ca2+, Mg2+, NH4+. Aniones (-): NO3−, H2PO4−, SO42−.

4.2. El orden de los cálculos: El "efecto dominó" No se puede empezar por cualquier elemento porque la mayoría de los fertilizantes aportan dos iones a la vez (ej. el Nitrato de Calcio aporta Nitrógeno y Calcio). Si empiezas por el Nitrógeno, podrías pasarte de Calcio sin querer. El orden recomendado suele ser:

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

1. 2. 3. 4. 5.

Bicarbonatos: Neutralizarlos con ácido (esto aporta un anión, como Fosfato, Nitrato o Sulfato). Calcio: Casi siempre se aporta con Nitrato de Calcio (aporta Ca y N). Magnesio: Se suele usar Sulfato de Magnesio (aporta Mg y S). Potasio: Se ajusta al final con Nitrato de Potasio o Sulfato de Potasio. Fósforo: Se ajusta con Ácido Fosfórico o Fosfato Monopotásico.

Pongamos un ejemplo práctico de "Efecto Dominó" Supongamos que tras restar lo que ya tiene tu agua, necesitas añadir 4 meq/L de Calcio a tu mezcla. Decides usar Nitrato de Calcio, Ca(NO3)2. Este fertilizante aporta Calcio y Nitrato en una proporción de 1:2 en carga (meq). Por cada 1 meq/L de Calcio que añades, también estás añadiendo 1 meq/L de Nitrato (ya que el meq mide la carga neta). Si añades los 4 meq/L de Calcio que te faltaban usando Nitrato de Calcio: ¿Cuántos miliequivalentes (meq/L) de Nitrato habrás añadido "automáticamente" a la solución junto con ese Calcio?

Figura 3. Cultivo hidropónico de tomates en lana de roca

5. Preparación de soluciones madre (concentradas) Una vez que tenemos los cálculos teóricos de cuántos miliequivalentes necesitamos de cada fertilizante, llega el momento de la verdad: mezclarlos. En fertirriego, no solemos mezclar todo en un solo tanque a la concentración final, sino que preparamos soluciones madre muy concentradas que luego se inyectan en el flujo de agua.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

5.1. La regla de oro: la compatibilidad No todos los fertilizantes pueden estar juntos en el mismo tanque concentrado. El error más común es mezclar Calcio con Sulfatos o Fosfatos. •

Si mezclas Nitrato de Calcio con Sulfato de Magnesio en un tanque concentrado, se formará Yeso (Sulfato de Calcio), un sólido que atascará todos tus goteros.

5.2. El sistema de tanques (A, B y C) Para evitar reacciones químicas no deseadas, dividimos los fertilizantes: • • •

Tanque A: Contiene el Calcio (Nitrato de Calcio) y parte del Nitrógeno y Potasio. Tanque B: Contiene los Fosfatos y Sulfatos (como el Sulfato de Magnesio o el Fosfato Monopotásico). Tanque C: Reservado para el Ácido (para ajustar el pH).

5.3. El Límite de la solubilidad Cada fertilizante tiene un límite de cuántos gramos se pueden disolver en un litro de agua antes de que el resto se quede en el fondo como arena. Este límite varía con la temperatura: el agua caliente disuelve más que el agua fría.

Figura 4. Cultivo hidropónico de Arándanos en sustratos, perlita y puzolana Vamos a aplicar el cálculo de mezcla Imagina que decides preparar un Tanque A de 1000 litros. Has calculado que necesitas añadir 80 kg de Nitrato de Calcio. Sin embargo, consultas la ficha técnica y ves que la solubilidad máxima de ese fertilizante a la temperatura de tu zona es de 1000 g/L (es decir, 1 kg por cada litro de agua). Si quieres meter 80 kg en 1000 litros de agua:

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

1. 2.

¿Estamos por debajo o por encima del límite de solubilidad? ¿Crees que el fertilizante se disolverá completamente o quedará parte en el fondo?

6. Ajuste y manejo en tiempo real Una vez que la solución nutritiva sale de los tanques y llega a las raíces, el trabajo no termina. El sistema es dinámico: las plantas absorben agua y nutrientes a ritmos distintos dependiendo del sol, la temperatura y su etapa de crecimiento. 6.1. El análisis del drenaje (Lixiviados) En sistemas hidropónicos o de sustrato, lo que sobra (el drenaje) es nuestra mejor fuente de información. Debemos medir dos parámetros clave: • •

CE del Drenaje: Si la CE del drenaje sube mucho respecto a la que entró, significa que la planta está bebiendo más agua de la que come, acumulando sales en la raíz. pH del Drenaje: Nos indica si la planta está alterando el equilibrio químico. Un pH que sube suele indicar absorción de nitratos (NO3−), mientras que un pH que baja indica absorción de amonio (NH4+).

6.2. Corrección de desviaciones Si notamos que la CE en la zona radicular es demasiado alta, la solución no es necesariamente quitar fertilizante, sino aumentar el porcentaje de drenaje (regar más cantidad para "lavar" el exceso) o bajar la concentración de la mezcla de entrada. 6.3. Automatización y sensores Hoy en día, se utilizan sondas de lectura continua que ajustan las bombas inyectoras de los tanques A, B y C en milisegundos. Sin embargo, el ojo del experto es insustituible para detectar carencias visuales (hojas amarillas, bordes quemados, etc.).

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 5. Cultivo hidropónico de berenjena en fibra de coco

Un último reto de interpretación: Imagina que estás regando con una CE de 2.0 mS/cm. Al medir el agua que sale por debajo de las macetas (el drenaje), obtienes una CE de 3.5 mS/cm. Esto indica que las sales se están concentrando en el sustrato. ¿Qué acción crees que sería más lógica para proteger las raíces en el próximo riego? 1. 2.

Aumentar la concentración de fertilizantes en los tanques para que la planta tenga más comida. Aumentar el volumen de agua de riego (o bajar la CE de entrada) para desplazar ese exceso de sales.

¿Cuál elegirías para equilibrar el sistema?

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Para equilibrar el sistema, la respuesta correcta es la opción 2: aumentar el volumen de riego o bajar la CE de entrada para "lavar" ese exceso de sales acumuladas. Si eligiéramos la opción 1, estaríamos añadiendo leña al fuego, aumentando la salinidad hasta niveles que podrían colapsar la raíz por estrés osmótico. 1. 2.

Guía de cálculos paso a paso: Creamos una hoja de ruta matemática detallada, desde cómo interpretar la etiqueta de un fertilizante hasta llegar a los miliequivalentes finales. Manual de compatibilidades y mezclas: Profundizamos en la química de los tanques A y B, listando qué fertilizantes son "amigos" y cuáles son "enemigos" para evitar precipitados. Protocolo de diagnóstico y ajuste: Desarrollamos las tablas de interpretación de drenajes y cómo ajustar la receta según la etapa del cultivo (crecimiento vs. floración).

Para completar, vamos a profundizar en la parte práctica de los cálculos. Es aquí donde la teoría se convierte en sacos de fertilizante y litros de ácido.

7. Guía de cálculos paso a paso 7.1. Definición del Objetivo Toda solución comienza con un "objetivo" basado en el cultivo y su etapa. Por ejemplo, una receta estándar para tomate en producción podría pedir: • • •

Nitrógeno (N): 14 mmol/L Potasio (K): 7 mmol/L Calcio (Ca): 4 mmol/L

7.2. Conversión de riqueza comercial Los fertilizantes no son 100% puros. Por ejemplo, el Nitrato de Potasio (KNO3) suele tener una riqueza de 13% N y 46% K2O. Para calcular cuánto aporta realmente, usamos el factor de conversión para los óxidos: • •

De K2O a K puro: Multiplicamos por 0.83. De P2O5 a P puro: Multiplicamos por 0.44.

7.3. Cálculo de la masa necesaria Una vez determinada la concentración requerida de un nutriente en la solución nutritiva, la cantidad de fertilizante necesaria puede calcularse a partir de su peso molecular. La relación básica es: mg/L = mmol/L × Peso molecular donde: • • •

mg/L = concentración del fertilizante en la solución. mmol/L = concentración requerida del nutriente. Peso molecular = masa molecular del fertilizante expresada en mg/mmol.

Ejemplo práctico:

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Si se desea aportar 5 mmol/L de nitrato mediante nitrato potásico (KNO₃), cuyo peso molecular es 101,1 g/mol, la cantidad necesaria será: mg/L = 5 × 101,1 = 505,5 mg/L Por tanto, se deben disolver 505,5 mg de KNO₃ por litro de agua para obtener una concentración de 5 mmol/L. En términos prácticos, esta cantidad equivale aproximadamente a 0,51 g/L. A partir de este valor pueden realizarse los cálculos para tanques de mayor volumen o para soluciones madre concentradas utilizadas en sistemas de fertirrigación. 7.4. El factor de concentración y el volumen del tanque Normalmente, el sistema de fertirrigación inyecta una pequeña cantidad de solución madre (tanques A y B) en el caudal principal de riego. Un factor de inyección habitual es del 1 % (relación 1:100), lo que significa que 1 litro de solución concentrada se mezcla con 99 litros de agua para obtener 100 litros de solución nutritiva final. Para determinar la cantidad de fertilizante necesaria en un tanque de solución madre de 1000 L se utiliza la siguiente expresión: Cantidad de fertilizante (kg) = (mg/L de solución final × volumen del tanque (L) × factor de concentración) / 1.000.000 Ejemplo práctico: Si la concentración objetivo es de 505,5 mg/L de nitrato potásico (KNO₃) y se trabaja con un tanque de 1000 L concentrado 100 veces, la cantidad necesaria será: Cantidad (kg) = (505,5 × 1000 × 100) / 1.000.000 Cantidad = 50,55 kg de KNO₃ Por tanto, para preparar una solución madre 100 veces concentrada en un tanque de 1000 L, se deben disolver 50,55 kg de nitrato potásico.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 6. Cultivo hidropónico de tomates utilizando los tres bidones A,B y C

Figura 7. Cultivo hidropónico de melones en sustrato

7.5. El orden crítico de disolución Incluso con los cálculos perfectos, el orden en que echas los sacos al tanque importa para evitar grumos o reacciones lentas: 1. 2. 3. 4. 5.

Llenar el tanque hasta el 70-80% con agua. Encender el agitador o sistema de mezcla. Añadir los ácidos (si van en ese tanque). Añadir fertilizantes sólidos, empezando por los menos solubles (como el Sulfato de Potasio) y terminando con los más solubles (como el Nitrato de Calcio). Aforar: Rellenar con agua hasta el volumen final (los 1000L).

Aspectos complementarios para el diseño de soluciones nutritivas: •

Compatibilidad de fertilizantes: determinación de las sales que pueden mezclarse en los tanques A y B sin riesgo de precipitación o formación de compuestos insolubles.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

•

Cálculo de micronutrientes: ajuste de las dosis de hierro, manganeso, zinc y otros elementos traza, cuyas concentraciones suelen expresarse en gramos por tanque o en mg/L. Ajuste según la etapa fenológica: modificación de la relación nitrógeno/potasio (N) en función de las necesidades nutricionales del cultivo durante las fases vegetativa, de floración o de fructificación.

8. Micronutrientes y quelatos Aunque se usan en cantidades minúsculas, su manejo es uno de los mayores desafíos técnicos en la fabricación de soluciones nutritivas. 8.1. La importancia de la precisión Mientras que los macronutrientes se miden en kilogramos, los micronutrientes se miden en gramos. Un error de pesaje en el Hierro (Fe) o el Boro (B) puede pasar rápidamente de una deficiencia a una toxicidad que mate las raíces. Por eso, en muchas instalaciones se preparan "soluciones madre de microelementos" aparte, o se usan mezclas comerciales ya balanceadas. 8.2. ¿Qué es un Quelato? El Hierro (Fe), el Manganeso (Mn), el Zinc (Zn) y el Cobre (Cu) son metales que, en contacto con el agua y ciertos niveles de pH, tienden a precipitar (hacerse sólidos e inasimilables). Para evitarlo, se usan quelatos: moléculas orgánicas que "envuelven" al metal como si fuera una pinza, protegiéndolo para que permanezca soluble. Los quelatos más comunes según el pH del agua son: • • •

EDTA: Estable hasta pH 6.0. DTPA: Estable hasta pH 7.0. EDDHA: El más fuerte, estable hasta pH 9.0 (ideal para suelos alcalinos).

8.3 El cálculo de micronutrientes en mmol/L Para calcular los micronutrientes se sigue la misma metodología empleada para los macronutrientes, aunque trabajando con concentraciones mucho más bajas. Imagina que la solución nutritiva objetivo requiere 0,05 mmol/L de hierro (Fe). Si se utiliza un quelato de hierro con una riqueza del 6 % de Fe, el primer paso consiste en determinar cuántos miligramos de hierro puro corresponden a dicha concentración. Datos necesarios: Peso atómico del hierro (Fe): 55,8 g/mol (o mg/mmol). Paso 1. Calcular los mg/L de hierro puro necesarios mg/L de Fe = mmol/L × peso atómico ¿Cuántos miligramos de hierro puro serían necesarios por litro de solución si el objetivo es 0,05 mmol/L? Aplicando la fórmula:

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

mg/L de Fe = 0,05 mmol/L × 55,8 mg/mmol = 2,79 mg/L Por tanto, la solución nutritiva debe contener 2,79 mg de hierro puro por litro. Paso 2. Ajuste según la riqueza comercial del fertilizante Como el quelato comercial contiene un 6 % de hierro, es necesario corregir la dosis para conocer la cantidad real de producto que debe pesarse. La fórmula es: Cantidad de fertilizante = Dosis de nutriente puro ÷ (Riqueza (%) / 100) Sustituyendo los valores: Cantidad de fertilizante = 2,79 ÷ 0,06 = 46,5 mg/L Por tanto, para aportar 2,79 mg/L de hierro puro se deben añadir 46,5 mg/L de quelato de hierro al 6 %.

9. Ajuste por etapa fenológica (Relación N: K) Aunque se usan en cantidades minúsculas, su manejo es uno de los mayores desafíos técnicos en la fabricación de soluciones nutritivas. Para cerrar la parte técnica, debemos hablar de cómo cambian estos cálculos según la vida de la planta. Las plantas no necesitan la misma proporción de nutrientes cuando están sacando hojas que cuando están llenando frutos. Aquí es donde entra la Relación Nitrógeno: Potasio (N:K): • •

Fase Vegetativa: Se busca una relación cercana a 1:1 o 1:1.2 (más Nitrógeno para crear estructura verde). Fase de Floración/fructificación: Se cambia a una relación de 1:2 o hasta 1:3 (mucho más Potasio para dar sabor, peso y calidad al fruto).

Como siguiente paso, podemos elaborar esa tabla de referencia o profundizar en el cálculo de neutralización de bicarbonatos.

10. Neutralización de Bicarbonatos y Ajuste de pH El ajuste del pH es uno de los cálculos más importantes en fertirrigación, ya que no solo influye en la disponibilidad de los nutrientes, sino que también modifica la composición final de la solución nutritiva. Los ácidos empleados para corregir el pH aportan nutrientes adicionales que deben tenerse en cuenta en la formulación. 10.1. El papel de los bicarbonatos (HCO3−) Los bicarbonatos actúan como un sistema tampón que dificulta la reducción del pH del agua. Cuando su concentración es elevada, es necesario añadir ácidos para neutralizarlos y alcanzar el rango de pH adecuado para el cultivo. La reacción simplificada es: HCO₃⁻ + H⁺ → H₂O + CO₂↑

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

10.2. Elección del ácido según el objetivo La elección del ácido dependerá tanto de las características del agua como de las necesidades nutricionales del cultivo, ya que cada uno aporta nutrientes diferentes. • • •

Ácido nítrico (HNO₃): aporta nitrógeno (N) en forma nítrica. Es uno de los más utilizados durante la fase vegetativa. Ácido fosfórico (H₃PO₄): aporta fósforo (P), por lo que debe considerarse dentro del balance total de este nutriente. Ácido sulfúrico (H₂SO₄): aporta azufre (S) y suele emplearse cuando ya existe suficiente nitrógeno y fósforo en la formulación.

10.3. El cálculo de neutralización Para neutralizar 1 meq/L de bicarbonatos es necesario aportar 1 meq/L de ácido. Por razones de seguridad y estabilidad, normalmente no se neutraliza el 100 % de los bicarbonatos. Lo habitual es mantener entre 0,5 y 1,0 meq/L residuales para evitar descensos bruscos del pH. Ejemplo práctico Supóngase un agua con 4,5 meq/L de bicarbonatos y un objetivo final de 0,5 meq/L. Bicarbonatos para neutralizar: 4,5 − 0,5 = 4,0 meq/L Si se utiliza ácido nítrico, la neutralización de esos 4,0 meq/L aportará simultáneamente 4,0 mmol/L de nitrógeno en forma de nitrato (NO₃⁻). Este aporte debe descontarse de la formulación total. Por ejemplo, si la solución nutritiva requiere 14 mmol/L de nitrógeno, únicamente será necesario aportar 10 mmol/L adicionales mediante fertilizantes como nitrato cálcico o nitrato potásico. Este principio, conocido como ajuste o compensación de nutrientes, es fundamental para evitar excesos de fertilización y mantener el equilibrio de la solución nutritiva.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 8. Cultivo hidropónico de ficus en sustrato

11. La hoja de cálculo de fertirriego Para que un compendio sea útil, debe enseñar a organizar estos datos. Una hoja de cálculo profesional suele estructurarse así: Tabla 1. Secuencia de trabajo para la elaboración de una formulación nutritiva en fertirrigación.

Paso

Acción

Resultado

1 2 3

Analizar el agua de partida Definir el objetivo del cultivo Neutralizar bicarbonatos

Restar aportes (Agua + Ácido)

Repartir en Tanques A y B

Conocemos los nutrientes "gratis". Establecemos los mmol/L totales Calculamos el ácido y el aporte extra de N o P Obtenemos los mmol/L netos a comprar Aseguramos la compatibilidad química

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Relación nitrógeno (N) El nitrógeno (N) es el principal responsable del crecimiento vegetativo y de la formación de estructuras verdes, mientras que el potasio (K) interviene en la calidad del fruto, el transporte de azúcares y los procesos de maduración. Por ello, la relación N debe adaptarse a cada etapa fenológica. Tabla 2. Relación nitrógeno (N) recomendada según la etapa fenológica del cultivo.

Etapa Fenológica

Relación N:K Sugerida

Objetivo Principal

Establecimiento Crecimiento Vegetativo

1 : 1.0 1 : 1.2 - 1.5

Floración y Cuajado

1 : 2.0

Engorde de Fruto

1 : 2.5 - 3.0

Desarrollo de raíces y primeras hojas. Formar una estructura fuerte para aguantar el fruto. Favorecer la formación de flores y evitar el exceso de vicio. Maximizar el peso, los grados Brix (dulzor) y la maduración.

Aplicación práctica de la relación N Durante la fase de engorde de fruto es habitual trabajar con relaciones N próximas a 1:3. Por ejemplo, si la solución nutritiva contiene 10 mmol/L de nitrógeno, será necesario aportar aproximadamente 30 mmol/L de potasio para mantener dicha relación. La elección de la fuente de potasio es un aspecto fundamental, ya que cada fertilizante incorpora además otros nutrientes que deben tenerse en cuenta en el balance global de la solución. Tabla 3. Comparación de las principales fuentes de potasio utilizadas en fertirrigación.

Fertilizante Nitrato de Potasio (KNO3) Sulfato de Potasio (K2SO4)

Aporte extra Nitrógeno (N) Azufre (S)

Cuándo usarlo Ideal si aún te falta Nitrógeno en la receta. Ideal para fases de maduración sin añadir más Nitrógeno.

Selección de las fuentes de potasio La elección de la fuente de potasio es fundamental, ya que cada fertilizante aporta simultáneamente otros nutrientes que deben incorporarse al balance general de la solución nutritiva. Tabla 4. Principales fuentes de potasio utilizadas en fertirrigación.

Fertilizante

Aporte extra

Cuándo usarlo

Nitrato de Potasio (KNO3) Sulfato de Potasio(K2SO4)

Nitrógeno (N) Azufre (S)

Ideal si aún te falta Nitrógeno en la receta. Ideal para fases de maduración sin añadir más Nitrógeno.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 9. Cultivo hidropónico de tomates utilizando graba

Balance de aniones y cationes Las soluciones nutritivas deben mantener un equilibrio entre cationes y aniones para garantizar su estabilidad química y una adecuada absorción por parte de la planta. Entre los principales cationes destacan: • • •

Potasio (K⁺) Calcio (Ca²⁺) Magnesio (Mg²⁺)

Entre los principales aniones destacan: • • •

Nitrato (NO₃⁻) Sulfato (SO₄²⁻) Fosfato (H₂PO₄⁻)

La suma de las cargas positivas debe equilibrarse con la suma de las cargas negativas para mantener la estabilidad química de la solución.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Si se utilizara exclusivamente sulfato de potasio para aportar los 30 mmol/L de potasio del ejemplo anterior, se introducirían simultáneamente 15 mmol/L de sulfato. Esta concentración supera ampliamente las necesidades habituales de azufre de la mayoría de los cultivos y podría provocar un incremento excesivo de la conductividad eléctrica (CE). ¿Qué consecuencias tendría este exceso de sulfatos sobre la conductividad eléctrica (CE) de la solución nutritiva? ¿Podría afectar al equilibrio nutricional y a la absorción de agua por parte de la planta? Un exceso de sulfatos aumenta la conductividad eléctrica de la solución y puede dificultar la absorción de agua por las raíces debido al incremento de la presión osmótica. Además, puede generar desequilibrios nutricionales y antagonismos con otros elementos. Por este motivo, en la práctica profesional se suelen combinar distintas fuentes de potasio, como nitrato de potasio y sulfato de potasio, con el fin de alcanzar los niveles deseados de K sin provocar excesos de nitrógeno o azufre. Consideraciones finales El ajuste de la relación nitrógeno (N) constituye una de las principales herramientas para adaptar la solución nutritiva a las diferentes etapas fenológicas del cultivo. Durante las fases vegetativas predominan las necesidades de nitrógeno para favorecer el desarrollo foliar y estructural, mientras que en las etapas de floración y engorde de fruto aumenta la demanda de potasio para mejorar el rendimiento y la calidad de la cosecha. La selección de las fuentes fertilizantes debe realizarse considerando no solo el aporte del nutriente principal, sino también los elementos secundarios que acompañan a cada fertilizante. Un uso inadecuado puede provocar desequilibrios nutricionales, incrementos innecesarios de la conductividad eléctrica y pérdidas de eficiencia en la absorción de nutrientes. Por ello, el diseño de una solución nutritiva requiere evaluar simultáneamente las necesidades del cultivo, la calidad del agua de riego, el equilibrio entre aniones y cationes y las características de los fertilizantes empleados.

12. Mantenimiento y limpieza del sistema El correcto mantenimiento de las instalaciones de fertirrigación es fundamental para garantizar una distribución homogénea de agua y nutrientes. Las obstrucciones en tuberías, filtros y goteros reducen la uniformidad del riego, disminuyen la eficiencia de la fertilización y pueden provocar importantes pérdidas de producción. 12.1. Principales causas de obstrucción Las obstrucciones en los sistemas de fertirrigación suelen clasificarse en dos grandes grupos: •

•

Obstrucciones orgánicas: Son provocadas por el desarrollo de algas, bacterias y otros microorganismos que proliferan en presencia de agua, nutrientes y luz. Estos organismos pueden formar biopelículas que reducen progresivamente el diámetro interno de las conducciones y goteros. Obstrucciones químicas: Se producen por la precipitación de sales insolubles, principalmente carbonatos de calcio y magnesio, fosfatos y sulfatos. Este fenómeno suele

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

estar asociado a aguas duras, valores elevados de pH o mezclas incompatibles de fertilizantes. 12.2. Limpieza química de las instalaciones Cuando se detectan caudales irregulares o disminución de la uniformidad del riego, puede ser necesario realizar una limpieza química mediante acidificación controlada de las conducciones. Limpieza mediante choque ácido El denominado choque ácido consiste en reducir temporalmente el pH del agua de riego hasta valores comprendidos entre 2,0 y 3,0 para favorecer la disolución de depósitos calcáreos y otros precipitados minerales. Este tratamiento no debe confundirse con el ajuste rutinario del pH de la solución nutritiva. En la limpieza del sistema se trabaja con valores de pH más bajos y durante un tiempo limitado, por lo que debe realizarse con precaución y siguiendo las recomendaciones técnicas del fabricante. El procedimiento habitual consiste en: I. II. III. IV.

Inyectar el ácido al final del ciclo de riego. Mantener la solución en las tuberías durante un periodo de tiempo determinado. Realizar posteriormente un lavado completo con agua limpia. Verificar el correcto funcionamiento de los emisores.

Tabla 5. Ácidos utilizados en limpieza.

Tipo de Ácido Nítrico Fosfórico

Uso Principal en Limpieza Precaución Disuelve depósitos de calcio y aporta Muy corrosivo para la piel. nitrógeno. Menos agresivo, útil para limpiezas leves. Puede reaccionar con aguas muy duras.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 10. Jardineras hidropónicas con inhibidores de algas

12.3. Seguridad en el manejo de ácidos El manejo de ácidos concentrados, como el ácido nítrico, fosfórico o sulfúrico, requiere aplicar medidas estrictas de seguridad para evitar accidentes durante la preparación de soluciones nutritivas o tratamientos de limpieza. Checklist de seguridad • • • •

Protección personal: utilizar gafas de seguridad, guantes resistentes a productos químicos, ropa de protección y calzado adecuado. Orden de mezcla: añadir siempre el ácido sobre el agua y nunca agua sobre el ácido. Esta regla evita reacciones exotérmicas bruscas y salpicaduras peligrosas. Agitación: mantener el sistema de mezcla en funcionamiento para favorecer una distribución homogénea del ácido en el tanque. Ventilación: trabajar en zonas bien ventiladas para evitar la acumulación de vapores irritantes.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

•

Verificación final: medir el pH y la conductividad eléctrica (CE) antes de iniciar el riego o el tratamiento de limpieza.

12.4. Verificación final del sistema Antes de iniciar el riego es recomendable comprobar que todos los parámetros se encuentran dentro de los rangos establecidos. Las principales verificaciones incluyen: • • • • • •

Medición del pH de la solución nutritiva. Comprobación de la conductividad eléctrica (CE). Revisión visual de filtros y emisores. Comprobación de la uniformidad de aplicación. Detección de caudales irregulares en los goteros. Lavado final con agua clara tras los tratamientos de limpieza.

13. Formulario de cálculos Un programa adecuado de mantenimiento preventivo permite reducir las obstrucciones, mejorar la eficiencia del sistema de fertirrigación y prolongar la vida útil de las instalaciones. La limpieza periódica, junto con un control riguroso del pH, la conductividad eléctrica y la compatibilidad de fertilizantes, constituye una práctica esencial para garantizar una nutrición vegetal eficiente y segura. Este formulario resume las principales fórmulas utilizadas en la preparación y ajuste de soluciones nutritivas. Tabla 6. Fórmulas básicas para el cálculo de soluciones nutritivas.

Para obtener... mg/L (ppm)

Usa esta fórmula mg/L=mmol/L×PesoAtómico

meq/L (Carga)

meq/L=mmol/L×Valencia

Ajuste de Riqueza

Peso Comercial=Riqueza(%)/100DosisPura

Inyección (Tanque)

kg=1.000.000mg/L×Vol.Tanque×Factor

Observaciones Masa de un elemento puro. Para balancear Aniones y Cationes. Para saber cuánto sacar del saco. Para preparar soluciones madre.

14. Guía de diagnóstico y ajuste en tiempo real Además de los cálculos teóricos, el manejo correcto de una solución nutritiva requiere observar la respuesta del cultivo. Las plantas pueden mostrar síntomas visibles cuando existen desequilibrios nutricionales, valores inadecuados de pH o una conductividad eléctrica excesiva. • • •

Puntas o bordes de hojas quemados: suelen indicar exceso de sales, una CE demasiado elevada o, en algunos casos, deficiencia de potasio (K). Hojas jóvenes amarillas con nervios verdes: síntoma frecuente de deficiencia de hierro (Fe), especialmente cuando el pH es demasiado alto y bloquea su disponibilidad. Aborto de flores o frutos pequeños: puede estar relacionado con falta de fósforo (P) o con un desequilibrio en la relación N, especialmente cuando existe exceso de nitrógeno.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 11. Ensayos de cultivos hidropónicos en rábanos

15. Caso práctico: tomate en floración Para aplicar los conceptos desarrollados en los apartados anteriores, se plantea un caso práctico de formulación para tomate en fase de floración. En esta etapa, la planta requiere un equilibrio adecuado entre crecimiento vegetativo, formación de flores y desarrollo inicial de frutos. Agua de partida El análisis del agua de pozo indica los siguientes valores: • •

Bicarbonatos (HCO₃⁻): 4,5 meq/L. Calcio (Ca²⁺): 3,0 mmol/L.

Objetivo nutricional Para esta fase del cultivo se pretende alcanzar en la solución final: •

Calcio (Ca): 4,0 mmol/L.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

•

Nitrógeno (N): 12,0 mmol/L.

Ajuste de ácido y neutralización de bicarbonatos El agua contiene 4,5 meq/L de bicarbonatos. Para mantener cierta estabilidad del pH, se decide neutralizar 4,0 meq/L mediante ácido nítrico (HNO₃), dejando 0,5 meq/L de bicarbonatos residuales. Cada 1 meq/L de ácido nítrico aporta aproximadamente 1 mmol/L de nitrógeno en forma nítrica. ¿Cuánto nitrógeno se habrá aportado antes de añadir el primer fertilizante? 4,0 meq/L de ácido nítrico = 4,0 mmol/L de nitrógeno aportado. Este nitrógeno debe descontarse del objetivo total de la formulación: 12,0 − 4,0 = 8,0 mmol/L de nitrógeno restantes. Ajuste del calcio El objetivo de calcio en la solución final es de 4,0 mmol/L. Como el agua de partida ya aporta 3,0 mmol/L, únicamente será necesario añadir: 4,0 − 3,0 = 1,0 mmol/L de calcio. Este aporte se realiza mediante nitrato de calcio [Ca(NO₃)₂]. Al utilizar este fertilizante, debe tenerse en cuenta que también se incorpora nitrógeno a la solución. El nitrato de calcio aporta 2 mmol/L de nitrógeno por cada 1 mmol/L de calcio. ¿Cuánto nitrógeno adicional se incorpora al añadir 1,0 mmol/L de calcio mediante nitrato de calcio? 1,0 × 2 = 2,0 mmol/L de nitrógeno. Balance parcial del nitrógeno Una vez corregidos los bicarbonatos y ajustado el calcio, el balance parcial de nitrógeno queda de la siguiente forma: Tabla 7. Balance parcial del nitrógeno en la solución nutritiva.

Origen del Nitrógeno Cantidad aportada Ácido Nítrico (para el pH) 4.0 mmol/L Nitrato de Calcio (para el Ca) 2.0 mmol/L Total acumulado 6.0 mmol/L Como el objetivo total de nitrógeno es de 12,0 mmol/L, todavía faltan: 12,0 − 6,0 = 6,0 mmol/L de nitrógeno. Aporte de potasio mediante nitrato de potasio Para cubrir los 6,0 mmol/L de nitrógeno restantes se utiliza nitrato de potasio (KNO₃). Este fertilizante aporta nitrógeno y potasio en una relación 1:1. ¿Cuántos milimoles de potasio se incorporan al aportar 6,0 mmol/L de nitrógeno mediante nitrato de potasio? 6,0 mmol/L de potasio.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 12. Cultivo hidropónico de endivias

Balance final de la receta Tras estos aportes, el balance final de la solución queda de la siguiente manera: Tabla 8. Balance final de nutrientes en el caso práctico de tomate en floración.

Elemento Nitrógeno (N) Potasio (K) Calcio (Ca)

Origen Ácido (4.0) + Nitr. Calcio (2.0) + Nitr. Potasio (6.0) Nitrato de Potasio (6.0) Agua de pozo (3.0) + Nitrato de Calcio (1.0)

Cantidad (mmol/L) 12.0 6.0 4.0

En este punto, la relación N es de 12:6, equivalente a 1:0,5. Para tomate en fase de floración o cuajado, la relación objetivo puede situarse en torno a 1:2, por lo que será necesario aumentar el aporte de potasio sin incrementar el nitrógeno.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

24,0 − 6,0 = 18,0 mmol/L de potasio. Para aumentar el potasio sin incrementar el nitrógeno, la fuente más adecuada es el sulfato de potasio (K₂SO₄). Ajuste final con sulfato de potasio El sulfato de potasio permite incrementar el aporte de potasio sin añadir nitrógeno adicional. Su fórmula es K₂SO₄, por lo que cada mol de sulfato de potasio aporta 2 moles de potasio y 1 mol de sulfato. La disociación puede expresarse de la siguiente manera: 1 mmol de K₂SO₄ → 2 mmol de K⁺ + 1 mmol de SO₄²⁻ Si se necesitan 18,0 mmol/L adicionales de potasio, la cantidad de sulfato de potasio necesaria será: 18,0 ÷ 2 = 9,0 mmol/L de K₂SO₄ Al mismo tiempo, este aporte incorporará: 9,0 mmol/L de sulfato (SO₄²⁻) Este dato debe considerarse dentro del balance global de aniones, ya que un exceso de sulfatos puede aumentar la conductividad eléctrica de la solución nutritiva. Conversión final a gramos Una vez definidos los valores en mmol/L, es necesario convertirlos en cantidades reales de fertilizante que el operario pueda pesar. Para ello se utilizan las masas moleculares de los fertilizantes comerciales: • • •

Nitrato de calcio [Ca(NO₃)₂]: 236 g/mol, considerando el grado agrícola hidratado. Nitrato de potasio (KNO₃): 101 g/mol. Sulfato de potasio (K₂SO₄): 174 g/mol.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 13. Cultivo hidropónico de melones

Para pasar de mmol/L a mg/L se multiplica la concentración en mmol/L por la masa molecular del fertilizante. Nitrato de calcio Se necesita aportar 1,0 mmol/L: 1,0 mmol/L × 236 mg/mmol = 236 mg/L Nitrato de potasio Se necesita aportar 6,0 mmol/L: 6,0 mmol/L × 101 mg/mmol = 606 mg/L Sulfato de potasio Para aportar 18,0 mmol/L de potasio son necesarios 9,0 mmol/L de sulfato de potasio:

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

9,0 mmol/L × 174 mg/mmol = 1.566 mg/L Resumen para el tanque de riego Si se prepara un tanque de 1.000 litros de solución final, las cantidades aproximadas de fertilizante a pesar serían: • • •

Nitrato de calcio: 236 g Nitrato de potasio: 606 g Sulfato de potasio: 1.566 g, es decir, 1,56 kg

Con este ejercicio práctico se valida el procedimiento completo de formulación: análisis del agua, neutralización de bicarbonatos, ajuste de calcio, balance de nitrógeno, corrección de la relación N y conversión final a cantidades de fertilizante.

16. Organización de los tanques: tanque A y tanque B La regla principal en hidroponía y fertirrigación técnica es no mezclar calcio con sulfatos o fosfatos en forma concentrada. Esta incompatibilidad puede provocar la formación de precipitados insolubles, como sulfato o fosfatos cálcicos, que reducen la disponibilidad de nutrientes y pueden obstruir filtros, tuberías y goteros. Por este motivo, la receta se divide normalmente en dos tanques principales: Tabla 9. Distribución orientativa de fertilizantes entre el tanque A y el tanque B.

Tanque A (El de Calcio) Nitrato de Calcio Nitrato de Potasio (una parte) Quelatos de Hierro (Fe)

Tanque B (El de Sulfatos/Fosfatos) Sulfato de Potasio MAP / Ácido Fosfórico Nitrato de Potasio (el resto) Resto de Microelementos

16.1. Función del ácido en los tanques El ácido utilizado para la neutralización de bicarbonatos también puede cumplir una función complementaria en la preparación de soluciones concentradas. Habitualmente se incorpora al tanque B, ya que ayuda a mantener un pH bajo, favorece la solubilidad de los micronutrientes y reduce el riesgo de precipitación del fósforo. 16.2. Riesgo de precipitación por mezclas incompatibles Si se mezcla nitrato de calcio del tanque A con sulfato de potasio del tanque B en un volumen reducido de agua, puede formarse sulfato cálcico (CaSO₄), conocido comúnmente como yeso. ¿Qué consecuencias tendría la llegada de este precipitado a los filtros y goteros del sistema de riego? La formación de yeso dentro del sistema representa un problema grave, ya que se trata de un sólido poco soluble que puede acumularse en las conducciones. Sus principales consecuencias son: • • •

Obstrucción de goteros: las partículas sólidas pueden bloquear los laberintos internos de los emisores. Pérdida de uniformidad: algunas plantas reciben menos agua y nutrientes que otras. Dificultad de limpieza: el yeso no se disuelve fácilmente solo con tratamientos ácidos, por lo que en casos graves puede requerir limpieza mecánica o sustitución de mangueras.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 14. Cultivo hidropónico, máquina de inyección de soluciones nutritivas y bacterias.

17. Protocolo de preparación en el cabezal Para garantizar una mezcla correcta y evitar errores durante la preparación de soluciones nutritivas, es conveniente establecer un procedimiento de trabajo claro en el cabezal de riego. Checklist de mezclado • • • • •

Llenado inicial: llenar los tanques A y B con agua hasta aproximadamente el 70 % de su capacidad. Acidificación: añadir el ácido al tanque correspondiente, siempre ácido sobre agua y nunca al contrario. Disolución de sólidos: incorporar los fertilizantes uno a uno, manteniendo la agitación hasta que no queden cristales visibles en el fondo. Aforo final: completar con agua hasta alcanzar el volumen deseado, por ejemplo, 1.000L. Verificación: comprobar que la solución esté completamente homogénea antes de iniciar la inyección al sistema.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

18. Control de calidad (CE y pH) Una vez preparada la mezcla, es necesario verificar que los valores de pH y conductividad eléctrica (CE) coincidan con los objetivos establecidos en la formulación. Tabla 10. Criterios básicos de corrección de pH y CE en la solución nutritiva.

Medición pH

Si el valor es muy ALTO... Añadir más ácido al Tanque B.

Diluir la mezcla con más agua.

Si el valor es muy BAJO... Revisar si hay exceso de ácido o añadir una base (poco común). Añadir más solución madre o revisar errores de pesaje.

18.1. Importancia de medir en el gotero La medición de la CE no debe realizarse únicamente en el tanque de mezcla, sino también en el agua que llega al gotero. Este punto indica lo que realmente está recibiendo la raíz. La lectura en el gotero es importante porque, durante el recorrido desde el tanque hasta la planta, pueden producirse alteraciones: • • •

Residuos acumulados: restos de fertilizante en las tuberías pueden aumentar la CE al inicio del siguiente riego. Precipitaciones: si parte de los nutrientes precipita, la CE puede disminuir porque esos elementos dejan de estar disueltos. Temperatura: el calentamiento de tuberías expuestas al sol puede alterar la lectura y modificar la solubilidad de algunos compuestos.

19. Análisis de drenaje En sistemas hidropónicos y cultivos en sustrato no basta con conocer la composición de la solución nutritiva de entrada. También es necesario analizar el drenaje, es decir, el agua que sale por debajo de la maceta o del contenedor. Para ello pueden utilizarse lisímetros, bandejas de recogida o sistemas de drenaje controlado. Tabla 11. Interpretación básica de la CE y el pH en el drenaje.

Parámetro Valor Entrada CE 2.0 dS/m pH

en Valor Drenaje 3.5 dS/m

5.8

7.2

en ¿Qué significa si el drenaje es muy alto? La planta bebe más agua que nutrientes (acumulación de sales). La raíz está modificando el entorno (posible falta de nitrógeno amoniacal).

20. Ajustes por clima y fenología La gestión del fertirriego debe adaptarse al clima y a la etapa de desarrollo del cultivo. No se riega igual en un día nublado que durante una jornada de calor extremo. En días calurosos, la planta transpira más y aumenta la absorción de agua. En estas condiciones conviene reducir ligeramente la CE de entrada y aumentar la frecuencia de riego para evitar acumulaciones de sales en la zona radicular.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

En días fríos o nublados, la planta reduce su crecimiento y transpira menos. En estos casos puede mantenerse una solución algo más concentrada, siempre dentro de los límites adecuados, para asegurar un aporte suficiente de nutrientes. Si la CE del drenaje aumenta de forma notable, por ejemplo, de 2,5 a 4,5 dS/m, significa que se están acumulando sales en el sustrato. La medida más adecuada es realizar un riego de lavado o lixiviación con agua o con una solución de baja CE.

Figura 15. Cultivo hidropónico de berenjenas

21. Interpretación del análisis foliar El análisis foliar permite conocer qué nutrientes han sido realmente absorbidos por la planta. A diferencia del análisis del drenaje, que indica lo que queda en el sustrato, el análisis foliar muestra el estado nutricional interno del cultivo. Tabla 12. Rangos orientativos de suficiencia foliar en tomate.

Nutriente

Rango de Suficiencia (Ej. Tomate)

Síntoma de Deficiencia

Nitrógeno (N)

4.0% - 5.5%

Potasio (K) Calcio (Ca)

3.0% - 5.0% 1.0% - 2.5%

Amarillamiento de hojas viejas (clorosis). Bordes de hojas quemados. Pudrición apical (la base del fruto negra).

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 16. Cultivo hidropónico de pimientos

22. Ajustes en etapas críticas del cultivo La receta nutritiva no debe ser estática. Debe ajustarse cuando cambian las condiciones climáticas o cuando el cultivo atraviesa fases de alta demanda. Durante una ola de calor, la evaporación aumenta y las sales pueden concentrarse en el sustrato. En este caso se recomienda bajar la CE de entrada, aumentar la frecuencia de riego y controlar el drenaje. En periodos de lluvia, alta humedad o baja radiación, la planta transpira menos y absorbe nutrientes con menor intensidad. En estas condiciones conviene ajustar la frecuencia de riego, evitar saturaciones del sustrato y vigilar especialmente la absorción de calcio y potasio. La pudrición apical puede aparecer incluso cuando existe calcio suficiente en el sustrato. Esto ocurre porque el calcio se mueve con la transpiración. Si la humedad es alta, la ventilación es baja o la planta cierra los estomas por calor extremo, el calcio puede no llegar correctamente al fruto.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Para mejorar su movimiento se recomienda aumentar la ventilación, evitar riegos excesivos al final del día y aplicar sombreo en momentos de calor extremo. 22.1. Práctica de ajuste: el problema del calcio En plena producción pueden aparecer frutos con pudrición apical, incluso cuando el análisis del drenaje indica que existe calcio suficiente en el sustrato. En estos casos, el problema no siempre está en la cantidad de calcio disponible, sino en su transporte hacia el fruto. El calcio se mueve principalmente a través del xilema, impulsado por la transpiración de la planta. Si la humedad relativa es muy alta, la ventilación es insuficiente o la planta cierra los estomas por estrés térmico, el calcio puede no llegar correctamente al fruto aunque esté presente en la solución nutritiva. ¿Qué ajuste puede realizarse en el manejo del riego o del ambiente para favorecer el movimiento del calcio hacia el fruto? Para mejorar su transporte sin aumentar la dosis de fertilizante, pueden aplicarse las siguientes medidas: • • • •

Aumentar la ventilación para favorecer la transpiración de la planta. Evitar riegos excesivos al final del día, especialmente si el sustrato queda saturado durante la noche. Mantener una humedad estable en el sustrato, evitando alternancias bruscas entre sequedad y exceso de agua. Aplicar sombreo en momentos de calor extremo para reducir el cierre estomático.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 17. Cultivo hidropónico de lechugas

Plan de mantenimiento del sistema Un sistema de fertirrigación requiere mantenimiento periódico para evitar obturaciones y errores de lectura. Las tareas principales son: • • •

Limpieza de filtros, con frecuencia diaria o semanal según la calidad del agua. Inyección controlada de ácido para reducir depósitos calcáreos. Calibración periódica de sensores de pH y CE mediante soluciones patrón.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 18. Cultivo hidropónico de lechugas en un sistema robotizada

23. Las diez reglas de oro del fertirriego I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X.

Analizar siempre el agua de partida. Descontar los nutrientes aportados por el agua y los ácidos. No mezclar calcio con sulfatos o fosfatos concentrados. Añadir siempre el ácido sobre el agua. Medir pH y CE antes del riego. Medir también pH y CE en el drenaje. Ajustar la CE según clima y demanda del cultivo. Mantener limpios filtros, tuberías y goteros. Calibrar periódicamente los sensores. Observar la respuesta del cultivo y corregir a tiempo.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 19. Cultivo hidropónico de hortalizas robotizado

24. Guía de ajustes rápidos ante imprevistos Esta sección resume algunas respuestas prácticas ante desviaciones frecuentes durante el manejo del fertirriego. Tabla 13. Guía rápida de diagnóstico y ajuste en fertirriego .

Situación Detectada Borde de hojas quemadas

Causa Probable Acción Sugerida Exceso de salinidad (CE Aumentar el porcentaje de alta) o falta de K. drenaje (lavado) y revisar la dosis de K. Fruto con mancha negra Deficiencia de Calcio por Aumentar la ventilación o (Blossom End Rot) falta de transpiración. sombrear; revisar que el sustrato no esté muy seco. pH del drenaje sube de La raíz está absorbiendo Aumentar ligeramente la golpe muchos aniones (NO3−). proporción de Nitrógeno Amoniacal (NH4+) en la mezcla.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

25. Protocolo de mantenimiento preventivo Un sistema de fertirrigación requiere mantenimiento periódico para evitar obturaciones y errores de lectura. Si los filtros, tuberías o sensores no funcionan correctamente, la solución calculada no llegará al cultivo de forma uniforme. • •

•

Limpieza de líneas: realizar lavados periódicos para disolver depósitos de carbonatos y reducir la acumulación de residuos en los goteros. Calibración de equipos: verificar semanalmente los sensores de pH y CE mediante soluciones patrón. Un error de lectura puede provocar ajustes incorrectos en la solución nutritiva. Purga de finales de línea: abrir periódicamente los extremos de las mangueras para eliminar sedimentos acumulados.

Figura 20. Cultivo hidropónico robotizado de hortalizas

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 21. Cultivo hidropónico de hortalizas en un sistema industrializado

Figura 22. Desinfección de aguas de cultivo

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 23. Cultivo hidropónico de pimientos

Figura 24. Máquinas de inyección

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

26. Casos prácticos de cultivos hidropónicos 26.1. Fertilizantes simples utilizados En hidroponía se emplean con frecuencia fertilizantes simples de alta solubilidad, ya que permiten formular soluciones nutritivas con mayor precisión. Estos fertilizantes aportan nutrientes concretos y facilitan el ajuste de las concentraciones en función de las necesidades del cultivo. Tabla 14. Fertilizantes simples utilizados en soluciones nutritivas.

Fertilizante Nitrato de Calcio Nitrato de Potasio Sulfato de Magnesio Fosfato Monopotásico Sulfato de Potasio Quelatos de Micronutrientes

Fórmula Química Ca(NO3)2 KNO3 MgSO4 KH2PO4 K2SO4 EDTA / EDDHA

Aporte Principal Ca y N-Nítrico K y N-Nítrico Mg y S PyK KyS Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo

Figura 25. Cultivos forzados de lechugas en sistemas controlados

Requerimientos nutricionales del tomate El tomate es un cultivo de alta demanda nutricional, especialmente durante las fases de floración y producción. A medida que avanza el ciclo, aumentan las necesidades de potasio, calcio y control de la conductividad eléctrica, ya que estos factores influyen directamente en el desarrollo del fruto, la calidad y la prevención de fisiopatías como la pudrición apical.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Tabla 15. Requerimientos nutricionales orientativos para tomate en hidroponía.

Nutriente Nitrógeno Fósforo Potasio Calcio Magnesio Azufre CE (dS/m) pH

Ión NO3− H2PO4− K+ Ca2+ Mg2+ SO42− -

Vegetativo 10 – 12 1.5 – 2 5–7 6–8 2.5 – 3 2.5 - 3 1.8 - 2.2 5.8 - 6.2

Floración 12 - 14 2 - 2.5 8 - 10 8-9 3 - 3.5 3-4 2.5 - 3.0 5.5 - 6.0

Producción 14 - 16 1.5 - 2 12 - 14 9 - 10 4 - 4.5 4-5 3.0 - 3.5 5.5 - 6.0

Durante la etapa vegetativa, el objetivo principal es favorecer el desarrollo de la estructura de la planta. Los niveles de potasio se mantienen moderados y se evita una conductividad eléctrica excesiva para facilitar la absorción de agua. En floración, aumentan las necesidades de fósforo y calcio. El fósforo participa en los procesos energéticos asociados a la floración, mientras que el calcio ayuda a reducir el riesgo de pudrición apical en los frutos. En producción, el potasio adquiere mayor importancia, ya que interviene en el transporte de azúcares y en la calidad del fruto. En esta fase puede trabajarse con una CE más elevada, siempre que se controle el drenaje y se evite una acumulación excesiva de sales. Requerimientos nutricionales del pimiento El pimiento presenta una respuesta diferente al tomate, especialmente en cuanto a la sensibilidad a la salinidad, al magnesio y al equilibrio entre potasio y calcio. Por ello, aunque ambos cultivos pertenecen al grupo de las solanáceas, sus estrategias de nutrición no deben ser idénticas. Tabla 16. Requerimientos nutricionales orientativos para pimiento en hidroponía.

Nutriente Nitrógeno Fósforo Potasio Calcio Magnesio Azufre CE (dS/m) pH

Ión NO3− H2PO4− K+ Ca2+ Mg2+ SO42− -

Vegetativo 11 – 12 1.5 – 2 5–6 6–7 3 - 3.5 3 - 3.5 1.5 - 1.8 5.5 - 6.0

Floración/Cuaje 12 – 14 2 - 2.5 6–7 7–8 3.5 – 4 4 - 4.5 2.0 - 2.4 5.5 - 6.0

Producción 12 - 14 1.5 - 2 8 - 10 8-9 4 - 4.5 4-5 2.5 - 3.0 5.8 - 6.2

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 26. Cultivos hidropónicos de pimientos

Datos clave para los cálculos Para transformar los requerimientos nutricionales en cantidades reales de fertilizante, es necesario convertir las unidades de concentración utilizadas en las tablas. En fertirrigación e hidroponía es habitual trabajar con mEq/L, mmol/L y mg/L, ya que permiten formular con mayor precisión que si se emplean únicamente gramos de fertilizante. De forma orientativa, pueden utilizarse las siguientes equivalencias: • • • •

1 mEq/L de nitrato (NO₃⁻) equivale aproximadamente a 14 mg/L de nitrógeno. 1 mEq/L de potasio (K⁺) equivale aproximadamente a 39 mg/L de potasio. 1 mEq/L de calcio (Ca²⁺) equivale aproximadamente a 20 mg/L de calcio. 1 mEq/L de magnesio (Mg²⁺) equivale aproximadamente a 12 mg/L de magnesio.

Estas equivalencias permiten pasar de una recomendación nutricional expresada en mEq/L a una concentración en mg/L, que posteriormente puede transformarse en gramos de fertilizante comercial según la riqueza del producto utilizado. En cultivos como tomate y pimiento, el control de la conductividad eléctrica es especialmente importante. Durante las fases productivas, una CE moderadamente elevada puede favorecer la concentración de azúcares y mejorar la calidad del fruto, pero un exceso de salinidad puede reducir la absorción de agua, limitar el crecimiento y provocar daños en hojas o frutos. Por ello, los valores de CE deben ajustarse siempre según la fase del cultivo, el clima, el tipo de sustrato y la respuesta observada en el drenaje.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

26.2. Consideraciones sobre micronutrientes Aunque los micronutrientes se aplican en concentraciones mucho más bajas que los macronutrientes, son esenciales para el correcto desarrollo del cultivo. En hidroponía, los micronutrientes suelen aportarse mediante mezclas comerciales o quelatos específicos. El hierro, el manganeso, el zinc, el cobre, el boro y el molibdeno deben mantenerse disponibles en la solución nutritiva, evitando bloqueos provocados por valores inadecuados de pH. El hierro es uno de los micronutrientes más sensibles al pH. Si el pH de la solución se eleva por encima del rango adecuado, puede precipitar o quedar bloqueado, provocando amarillamiento en las hojas jóvenes. Por este motivo, es importante utilizar quelatos estables y controlar de forma regular el pH de la solución nutritiva.

27. Sustratos utilizados en hidroponía El sustrato en hidroponía actúa principalmente como soporte físico para la planta y como medio de aireación y retención de agua. En la mayoría de los casos no aporta nutrientes de forma significativa, por lo que la nutrición depende casi por completo de la solución nutritiva aplicada. Los sustratos más utilizados son: • • •

•

Lana de roca: material inerte con elevada capacidad de retención de agua y aireación. Es muy utilizado en hidroponía profesional por su uniformidad y facilidad de control. Perlita: sustrato ligero y muy aireado, adecuado para mezclas y sistemas donde se busca una buena oxigenación radicular. Fibra de coco: material de origen orgánico, con buena relación aire/agua y elevada capacidad de retención. Aunque se considera relativamente inerte, puede interactuar ligeramente con algunos nutrientes, por lo que requiere control inicial. Arcilla expandida: material muy drenante, utilizado en sistemas de recirculación, NFT, balsas o cultivos donde se necesita una alta aireación.

27.1. Manejo de lana de roca La lana de roca es un sustrato inerte con una porosidad muy elevada. Permite un control preciso del agua y los nutrientes, pero también exige un manejo cuidadoso, ya que los errores en el riego o en la solución nutritiva se reflejan rápidamente en el cultivo. En cultivos como tomate, pimiento y berenjena, el riego sobre lana de roca no debe programarse únicamente por tiempo, sino considerando el volumen aplicado, el porcentaje de drenaje y la respuesta del sustrato. Las reglas básicas de manejo son: • • • •

Saturación inicial: al inicio del día debe alcanzarse una humedad suficiente en el bloque para activar el cultivo. Drenaje: se recomienda obtener un drenaje aproximado del 20-30 % para evitar acumulación de sales. Pérdida nocturna de agua: durante la noche el bloque debe perder parte de su contenido de agua para favorecer la oxigenación radicular. Control de CE: si la CE del drenaje aumenta demasiado, puede ser necesario incrementar el volumen de riego o realizar un lavado.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

27.2. Programa de riego en fase vegetativa Durante la fase vegetativa se busca favorecer el desarrollo radicular y una estructura equilibrada de la planta. Los riegos suelen ser menos frecuentes que en fases de máxima producción, pero deben asegurar una humedad suficiente del sustrato. Como orientación general: • • • •

El primer riego se realiza cuando la planta inicia su actividad, normalmente después del amanecer. Los intervalos entre riegos pueden situarse entre 2 y 3 horas, según radiación, temperatura y humedad del sustrato. El último riego debe evitar dejar el sustrato excesivamente saturado durante la noche. El objetivo es mantener humedad suficiente, pero permitiendo la entrada de oxígeno en la zona radicular.

27.3. Programa específico por cultivo El programa de riego debe ajustarse según la especie cultivada, ya que no todos los cultivos presentan la misma demanda hídrica ni la misma tolerancia a la saturación del sustrato. Tomate El tomate es un cultivo exigente en agua, especialmente durante las fases de floración y producción. Presenta una elevada transpiración y requiere pulsos de riego frecuentes durante las horas de mayor radiación. Como orientación general: • • • •

Frecuencia: cada 45-60 minutos en las horas de máximo sol. Volumen por pulso: 100-150 ml por gotero. Estrategia: iniciar los riegos poco después del amanecer y finalizarlos antes del atardecer. Observación: en días de calor intenso puede ser necesario ajustar la frecuencia para evitar que el sustrato se seque en exceso.

Pimiento El pimiento es más sensible a la asfixia radicular, por lo que no conviene mantener el sustrato excesivamente saturado durante periodos prolongados. Como orientación general: • • • •

Frecuencia: cada 90-120 minutos, según clima y estado del sustrato. Volumen por pulso: 80-120 ml por gotero. Estrategia: iniciar el riego cuando la planta esté activa y finalizarlo con suficiente margen antes del atardecer. Observación: es preferible espaciar ligeramente los riegos para favorecer la entrada de oxígeno en la zona radicular.

Berenjena La berenjena presenta una gran superficie foliar y una elevada transpiración, por lo que puede requerir aportes de agua importantes durante las horas de mayor demanda. Como orientación general:

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

• • • •

Frecuencia: similar al tomate, aproximadamente cada 60 minutos en condiciones de alta radiación. Volumen por pulso: alrededor de 150 ml por gotero, ajustando según el desarrollo de la planta y el drenaje. Estrategia: mantener una humedad estable en el sustrato, evitando tanto sequedad excesiva como saturación prolongada. Observación: debe vigilarse la CE del drenaje, ya que la berenjena puede resentirse ante acumulaciones salinas.

Figura 27. Cultivo de berenjenas

27.4. Tabla de control de riegos La programación del riego debe adaptarse a la radiación, la temperatura y la respuesta del sustrato. La siguiente tabla muestra un ejemplo orientativo para un día de verano. Tabla 17. Ejemplo de control de riegos en un día de verano.

Hora 08:00 (Sol) 09:00 11:00 - 16:00 16:00 - 19:00 19:30

Acción Riego 1 (Doble) Riegos Frecuentes Espaciar riegos Último riego

Objetivo Espera a la activación Figura sintética. Alcanzar saturación y primer drenaje del día. Mantener WC y reponer transpiración (Pico de sol). Preparar la planta para el descanso nocturno. No regar más para que el saco pierda peso y gane oxígeno.

27.5. Ajuste del riego según la respuesta del cultivo El manejo del riego debe corregirse según los datos de drenaje y la observación directa de la planta.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

•

Si la CE del drenaje es muy alta, puede indicar que el volumen de riego es insuficiente o que los riegos están demasiado espaciados. En este caso, conviene aumentar el volumen aplicado o la frecuencia de riego. Si las hojas aparecen decaídas durante el mediodía, puede existir falta de agua disponible o una CE demasiado elevada, lo que provoca estrés osmótico. En este caso, se debe revisar la frecuencia de riego y, si es necesario, reducir la CE de entrada. Si aparecen algas verdes sobre la lana de roca, puede deberse a exceso de humedad o exposición directa de la luz sobre el sustrato. Para evitarlo, se recomienda cubrir la lana con plástico blanco/negro o reducir la humedad superficial.

Como herramienta de control, puede utilizarse una báscula bajo un saco testigo de lana de roca. Si el saco no pierde peso durante la noche, puede haber exceso de humedad y falta de oxígeno en la raíz. Si pierde demasiado peso, el primer riego de la mañana deberá ser más intenso para rehidratar correctamente el sustrato.

28. Cálculo de soluciones nutritivas con fertilizantes simples Para calcular una solución nutritiva desde cero con fertilizantes simples, puede utilizarse el método de balance de iones. Este método consiste en cubrir progresivamente los requerimientos del cultivo, expresados en mEq/L o mmol/L, teniendo en cuenta los nutrientes que aporta cada sal fertilizante. El cálculo debe realizarse de forma ordenada, empezando por los nutrientes que tienen menos fuentes posibles y continuando con aquellos que pueden aportarse mediante diferentes fertilizantes. En la práctica profesional, este proceso puede realizarse manualmente o mediante programas específicos de formulación. Uno de los más conocidos es HydroBuddy, un software gratuito y de código abierto que permite introducir el análisis del agua, los objetivos nutricionales y los fertilizantes disponibles para calcular las cantidades necesarias de cada producto. 28.1. Ajuste del pH mediante ácido nítrico El ajuste del pH no consiste únicamente en añadir ácido hasta alcanzar un valor determinado. En realidad, el ácido neutraliza los bicarbonatos presentes en el agua, que son los responsables de mantener el pH elevado. Una estimación rápida indica que, en muchas aguas de dureza media, para reducir el pH aproximadamente de 7,5 a 6,5 en 1.000 litros, pueden ser necesarios entre 100 y 150 ml de ácido nítrico al 67 %. Sin embargo, el cálculo correcto debe realizarse a partir de la concentración de bicarbonatos del agua. Por ejemplo, si el análisis indica 150 mg/L de bicarbonatos: 150 ÷ 61 = 2,45 mEq/L de bicarbonatos Si se desea dejar 0,5 mEq/L de bicarbonatos residuales para mantener cierta estabilidad del pH: 2,45 − 0,5 = 1,95 mEq/L de ácido necesarios A partir de este valor se calcula la dosis de ácido correspondiente según su riqueza y densidad. 28.2. Procedimiento seguro de corrección del pH El ácido no debe añadirse de golpe, ya que la bajada de pH no es lineal y puede producir descensos bruscos.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

El procedimiento recomendado es: I. II. III. IV. V.

Diluir previamente el ácido en agua. Añadir la solución ácida poco a poco. Mezclar y esperar unos minutos para que el ácido reaccione con los bicarbonatos. Medir de nuevo el pH. Repetir el ajuste si fuera necesario.

La norma de seguridad básica es añadir siempre el ácido sobre el agua y nunca el agua sobre el ácido. Durante la manipulación deben utilizarse gafas, guantes y ropa de protección. 28.3. Corrección si el pH baja demasiado Si el pH desciende por debajo del rango adecuado, especialmente por debajo de 4,5, pueden aparecer daños en las raíces y bloqueos en la absorción de nutrientes. En valores muy bajos, la solución puede provocar quemaduras radiculares y aumentar el riesgo de toxicidad por ciertos elementos. Ante una bajada excesiva de pH, no se debe corregir de forma brusca ni utilizar productos inadecuados, como bicarbonato sódico. El sodio puede acumularse en el sistema y resultar perjudicial para muchos cultivos hidropónicos. Para elevar el pH de forma controlada pueden utilizarse productos alcalinizantes adecuados, como: • •

Hidróxido de potasio (KOH): permite subir el pH y, además, aporta potasio, un nutriente útil para la planta. Carbonato de potasio (K₂CO₃): producto estable que también puede utilizarse para corregir descensos bruscos de pH.

Corrección de emergencia Si el exceso de ácido ha sido leve y el depósito no está lleno, puede añadirse agua fresca sin acidificar para diluir la acidez. El bicarbonato natural del agua nueva ayudará a neutralizar parte del ácido y elevará el pH de forma progresiva. Si el pH está muy bajo y el depósito está lleno, debe utilizarse un corrector alcalino diluido. El procedimiento recomendado es: I. II. III. IV. V.

Medir el pH inicial de la solución. Preparar una disolución diluida del producto corrector. Añadir pequeñas cantidades al depósito. Mezclar y esperar unos minutos. Volver a medir antes de realizar una nueva corrección.

Si el descenso del pH ha sido leve y el depósito no está lleno, también puede corregirse parcialmente añadiendo agua fresca sin acidificar, siempre comprobando de nuevo el pH y la CE. 28.4. Causas frecuentes de bajadas bruscas de pH Cuando el pH desciende sin haber añadido ácido en exceso, puede deberse a cambios en la actividad de la planta o a problemas en el sistema radicular. Las causas más comunes son:

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

•

• •

Consumo elevado de cationes: cuando la planta absorbe grandes cantidades de amonio (NH₄⁺) o potasio (K⁺), puede liberar iones H⁺ a la solución, acidificando el entorno radicular. Problemas radiculares: raíces dañadas o presencia de enfermedades como Pythium pueden alterar el pH de la solución y generar olores desagradables en el depósito. Sustrato no estabilizado: algunos sustratos, como la lana de roca nueva o la arlita sin lavar, pueden modificar el pH si no se han acondicionado correctamente antes de la plantación.

Para evitar caídas bruscas, es recomendable mantener una pequeña alcalinidad residual, alrededor de 0,5 mEq/L de bicarbonatos, que actúe como sistema tampón y aporte estabilidad al pH. Como referencia general: • • •

pH inferior a 4,5: zona de riesgo para las raíces. pH entre 5,5 y 6,5: rango óptimo para la mayoría de cultivos hidropónicos. pH superior a 7,0: riesgo de bloqueo de hierro, fósforo y otros micronutrientes.

29. Diagnóstico visual y corrección de problemas El diagnóstico visual permite detectar desequilibrios nutricionales, problemas de pH, acumulación de sales o fallos en el sistema radicular. Aunque no sustituye al análisis de agua, drenaje o tejido vegetal, ayuda a identificar rápidamente posibles errores de manejo. 29.1. Síntomas en hojas jóvenes Cuando los síntomas aparecen en las hojas jóvenes o en la parte superior de la planta, normalmente están relacionados con nutrientes poco móviles dentro de la planta. • • •

Amarillamiento de hojas jóvenes con nervios verdes: suele indicar deficiencia de hierro (Fe), frecuentemente asociada a un pH elevado que bloquea su disponibilidad. Hojas jóvenes deformadas o puntas quemadas: puede estar relacionado con problemas de calcio (Ca), especialmente cuando la planta no transpira adecuadamente. Muerte del brote central: puede indicar deficiencia de boro (B), especialmente en cultivos sensibles como el pimiento.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 28. Cultivo de calabacines

29.2. Síntomas en hojas viejas Cuando los síntomas aparecen primero en las hojas viejas o en la parte inferior de la planta, suelen estar relacionados con nutrientes móviles, que la planta puede desplazar hacia los brotes nuevos. • • •

Amarillamiento general de hojas viejas: puede indicar deficiencia de nitrógeno (N). Amarillamiento entre nervios en hojas viejas: suele asociarse a deficiencia de magnesio (Mg). Bordes de hojas quemados: puede indicar deficiencia de potasio (K), especialmente durante fases de producción.

29.3. Síntomas en fruto Tabla 18. Síntomas frecuentes en frutos y posibles causas.

Síntoma Culo negro (Necrosis Apical)

Problema Probable Deficiencia de Calcio

Frutos con manchas amarillas/verdes

Deficiencia de Potasio

Frutos que se caen antes de cuajar Rajado del fruto (Tomate)

Deficiencia de Boro Estrés hídrico

Causa Química pH inestable o falta de riego/transpiración. Relación N:K mal calculada (mucho N, poco K). Falta de micros o pH muy alto. Cambios bruscos en la CE o riegos irregulares.

29.4. Diagnóstico por raíces La observación de las raíces también aporta información importante sobre el estado del sistema.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

• • •

Raíces blancas y brillantes: indican un sistema radicular sano. Raíces marrones o viscosas: pueden indicar pudrición radicular o falta de oxígeno. Raíces cortas y engrosadas: pueden estar asociadas a pH demasiado bajo o toxicidades.

29.5. Diferenciar un problema general de uno localizado Para interpretar correctamente un síntoma, es importante observar si aparece en todo el cultivo o solo en plantas aisladas. •

•

Si el síntoma aparece en muchas plantas al mismo tiempo: suele tratarse de un problema general de pH, CE, formulación o clima, ya que todos los ejemplares reciben la misma solución nutritiva. Si el síntoma aparece solo en unas pocas plantas: puede deberse a un gotero taponado, una enfermedad localizada, un fallo puntual de riego o un problema en una zona concreta del sistema.

Antes de aumentar la dosis de fertilizante ante una hoja amarilla, conviene comprobar primero el pH, la CE, la calibración de los medidores y el estado de los goteros. En muchos casos, el problema no es la falta de fertilizante, sino el bloqueo de nutrientes por un pH inadecuado. 29.6. Ejemplos prácticos de diagnóstico Ejemplo 1: El Tomate con "Culo Negro" (Blossom End Rot) El Escenario: Tus tomates están creciendo bien, pero de repente aparece una mancha negra, seca y hundida en la base del fruto. • •

•

El diagnóstico: Deficiencia de Calcio (Ca2+). La causa química: O no hay suficiente Calcio en la mezcla, o la CE es demasiado alta (más de 3.5), lo que impide que la planta absorba el agua que transporta el calcio. También ocurre si hay mucha humedad y la planta no "suda". La solución: 1. Revisa que tengas al menos 8-10 mEq/L de Ca en tu fórmula. 2. Baja la CE de la solución nutritiva (añade un poco más de agua sola al depósito). 3. Aumenta la ventilación para que la planta transpire.

Ejemplo 2: Pimientos con hojas viejas "atigradas" El Escenario: Las hojas de la parte de abajo de tus pimientos empiezan a ponerse amarillas entre los nervios, pero los nervios se quedan muy verdes. Parece el dibujo de un tigre. • •

•

El diagnóstico: Deficiencia de Magnesio (Mg2+). La causa química: Es muy común cuando te excedes con el Potasio (K+). El potasio y el magnesio son "antagonistas": si hay demasiado de uno, la planta no puede absorber el otro. La solución: 1. Comprueba si tu relación K: Mg es mayor a 3:1. 2. Aumenta el Sulfato de Magnesio en el Tanque B hasta alcanzar los 4.5 mEq/L. 3. Asegúrate de que el pH no haya bajado de 5.5.

Ejemplo 3: El "Amarillo Limón" en los brotes nuevos El Escenario: La punta de la planta (las hojas más nuevas y pequeñas) sale de un color amarillo pálido, casi blanco, pero la parte de abajo de la planta está verde oscuro. •

El diagnóstico: Deficiencia de Hierro (Fe2+).

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

•

La causa química: El 99% de las veces es un pH alto (6.8 - 7.5). El hierro está en el agua, pero está "bloqueado" (precipitado). La planta no puede mover el hierro de las hojas viejas a las nuevas, por eso solo amarillea la punta. La solución: 1. Ajusta el pH inmediatamente a 5.8. 2. Si el pH estaba bien, añade Quelato de Hierro (EDDHA) al Tanque A. El quelato tipo EDDHA (el que tiñe el agua de rojo) es mucho más estable que el EDTA si el pH sube un poco.

Ejemplo 4: Hojas de Berenjena con bordes "quemados" El Escenario: Las hojas maduras tienen los bordes secos y marrones, como si se hubieran tostado, y los frutos no engordan, se quedan pequeños y duros. • • •

El diagnóstico: Deficiencia de Potasio (K+). La causa química: La planta está en plena producción y el fruto está "robando" todo el potasio disponible. La solución: 1. Aumenta el Nitrato de Potasio o el Sulfato de Potasio. 2. Debes llegar a niveles de 12-14 mEq/L de K en esta etapa.

29.7. Antagonismos nutricionales En algunos casos, el problema no se debe a la falta de un nutriente, sino al exceso de otro elemento que bloquea su absorción. Estos antagonismos deben tenerse en cuenta antes de aumentar la dosis de fertilizante. Tabla 19. Principales antagonismos nutricionales en soluciones nutritivas.

Si te pasas de... Nitrógeno (NH4+) Potasio (K+) Fósforo (P) Calcio (Ca2+)

Bloqueas a... Calcio, Magnesio y Potasio Magnesio y Calcio Hierro, Zinc y Cobre Magnesio y Boro

Por este motivo, ante un síntoma de deficiencia no siempre conviene añadir directamente más fertilizante. Primero debe revisarse el equilibrio general de la solución, el pH, la CE y la posible presencia de antagonismos entre nutrientes. 29.8. Errores frecuentes en el diagnóstico Uno de los errores más habituales es confiar únicamente en la apariencia visual de la planta. Cuando los síntomas ya son visibles, el cultivo puede llevar varios días sufriendo el problema. Por ello, el diagnóstico debe combinar siempre: • • • • •

Observación visual del cultivo. Medición de pH y CE en la solución de entrada. Medición de pH y CE en el drenaje. Revisión del estado de raíces y goteros. Calibración periódica de los medidores.

Antes de corregir una supuesta deficiencia nutricional, es recomendable verificar que el problema no esté provocado por un pH inadecuado, una CE excesiva, un fallo de riego o una obstrucción localizada.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

29.9. Factores que pueden confundir el diagnóstico Algunos problemas del cultivo pueden parecer deficiencias nutricionales, aunque su origen esté en el manejo del sistema, la temperatura, el sustrato o el riego. Antes de modificar la fórmula nutritiva, conviene revisar estos factores. Temperatura del agua Una solución nutritiva demasiado caliente reduce el oxígeno disuelto y favorece problemas radiculares. Si el agua del depósito supera valores elevados, las raíces pueden sufrir asfixia y aumentar el riesgo de enfermedades como Pythium. Como orientación general, conviene mantener el agua en un rango templado y evitar que los depósitos queden expuestos al sol directo. Exceso de fertilización Añadir más fertilizante no siempre mejora el crecimiento. Una CE demasiado alta puede provocar estrés osmótico, dificultando la absorción de agua por parte de la planta aunque el sustrato esté húmedo. Por ello, es preferible ajustar la nutrición de forma progresiva y respetar los valores de CE recomendados para cada cultivo y etapa. Lana de roca sin acondicionar La lana de roca nueva puede presentar un pH inicial elevado. Si no se acondiciona correctamente antes de la plantación, puede alterar el pH de la zona radicular y provocar bloqueos nutricionales. Antes de plantar, es recomendable humedecer y estabilizar la lana de roca con una solución ajustada al pH adecuado. Falta de control del drenaje Medir solo la solución de entrada no es suficiente. Las sales que la planta no absorbe pueden acumularse en el sustrato, aumentando progresivamente la CE en la zona radicular. Si la CE del drenaje es claramente superior a la CE de entrada, debe aumentarse el volumen de riego o el porcentaje de drenaje para lavar el exceso de sales.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 29. Cultivos hidropónicos en plantas ornamentales

Una revisión breve cada mañana permite detectar problemas antes de que se conviertan en fallos graves de nutrición o riego. Esta rutina debe combinar la observación visual con mediciones básicas del sistema. Se recomienda revisar diariamente: I. II. III. IV. V.

Estado de las raíces: deben mantenerse blancas, firmes y sin olor desagradable. pH y CE del depósito: permiten comprobar si la solución nutritiva se encuentra dentro del rango previsto. pH y CE del drenaje: ayudan a detectar acumulación de sales, bloqueos o desviaciones en la zona radicular. Estado de los goteros: una planta marchita aislada puede indicar un gotero taponado o un fallo localizado de riego. Aspecto general del cultivo: hojas amarillas, bordes quemados, marchitez o frutos dañados deben relacionarse siempre con los datos de pH, CE y drenaje antes de modificar la fórmula.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Si la CE del drenaje es claramente superior a la de entrada, debe aumentarse el volumen de riego o el porcentaje de drenaje. Si el pH del drenaje se desvía del rango adecuado, conviene revisar la formulación, la salud radicular y la calibración de los medidores. Con una revisión diaria de estos puntos, el técnico puede anticiparse a muchos problemas y corregir el manejo antes de que el cultivo pierda productividad.

30. Automatización y diseño del sistema 30.1. Riego por tiempo, sistema de riego e hidráulica El primer nivel de automatización consiste en programar los riegos mediante un temporizador digital. Esto permite establecer horarios y frecuencias de riego constantes, evitando depender únicamente de la intervención manual. El riego por tiempo es especialmente útil en instalaciones sencillas, aunque debe ajustarse según la radiación, la temperatura, la fase del cultivo y los datos de drenaje. El diseño hidráulico debe asegurar que todas las plantas reciban una cantidad uniforme de agua y solución nutritiva. Los elementos principales son: • • • •

Línea principal: tubería de polietileno que transporta la solución desde el cabezal hacia las líneas de cultivo. Líneas laterales: tuberías de menor diámetro que distribuyen el riego sobre los sacos o bloques de sustrato. Goteros: se recomiendan goteros autocompensantes y, si es posible, antidrenantes, para mejorar la uniformidad y evitar vaciados de tubería entre riegos. Piquetas: permiten dirigir el agua exactamente hacia la zona radicular de cada planta.

30.2. Controladores de pH y CE El control automático del pH permite corregir desviaciones de forma continua mediante una sonda conectada a una bomba dosificadora o peristáltica. Cuando el pH supera el valor programado, el sistema puede inyectar pequeñas dosis de ácido hasta recuperar el rango objetivo. Este sistema mejora la estabilidad de la solución nutritiva y reduce el riesgo de bloqueos nutricionales. En sistemas más avanzados, el controlador puede gestionar tanto el pH como la conductividad eléctrica. En este caso, el equipo regula la inyección de ácido y también la dosificación de las soluciones madre de los tanques A y B. El objetivo es mantener una solución nutritiva estable, ajustada a la demanda del cultivo y a los valores programados para cada etapa fenológica.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 30. Cultivo hidropónico en sistemas controlados de lechugas

30.3. Organización del espacio Para que el sistema funcione correctamente, conviene dividir la instalación en zonas claramente diferenciadas. •

• •

Zona de mezcla: espacio donde se colocan los tanques A y B, el depósito principal, los fertilizantes y el controlador. Debe mantenerse limpia, seca, ventilada y protegida del sol directo. Zona de cultivo: área donde se sitúan las plantas, los sacos o bloques de sustrato y las líneas de riego. Zona de drenaje: espacio destinado a recoger el agua sobrante del riego, ya sea para su eliminación, reutilización o análisis.

Una buena organización facilita el trabajo del operario, reduce errores de mezcla y mejora la seguridad durante la preparación de soluciones nutritivas. 30.4. Tanques, inyectores y drenaje Los tanques de soluciones madre deben ser opacos para evitar el crecimiento de algas y deben estar correctamente identificados para evitar mezclas incompatibles.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

El sistema suele organizarse de la siguiente forma: • • •

Tanque A: contiene fertilizantes compatibles con calcio, como nitrato de calcio y, en algunos casos, quelatos de hierro. Tanque B: contiene sulfatos, fosfatos y el resto de fertilizantes incompatibles con el calcio en forma concentrada. Tanque de ácido: puede utilizarse de forma independiente para regular el pH mediante el controlador.

Los inyectores o bombas dosificadoras deben instalarse entre los tanques concentrados y la tubería principal de riego. Es recomendable colocar válvulas de retención para evitar retornos de agua o mezcla hacia los tanques. El drenaje debe conducirse hacia canales o puntos de recogida que permitan medir volumen, pH y CE. Esta información es fundamental para ajustar el riego y evitar acumulaciones de sales en el sustrato. 30.5. Mantenimiento del sistema automatizado Aunque el sistema esté automatizado, requiere supervisión periódica para garantizar lecturas correctas y una dosificación precisa. Las tareas principales son: • • •

Calibración de sondas: las sondas de pH y CE pueden desviarse con el tiempo, por lo que deben limpiarse y calibrarse con soluciones patrón. Cambio de tubos: los tubos de silicona de las bombas peristálticas se desgastan por compresión continua y deben revisarse o sustituirse periódicamente. Limpieza de sondas: las sales, raíces o restos orgánicos pueden formar una película sobre la sonda. La limpieza debe realizarse con cuidado, usando agua destilada y material suave.

30.6. Disposición del cultivo y lana de roca En cultivos sobre lana de roca, la disposición física del sistema influye directamente en el drenaje, la aireación y la uniformidad del riego. Para cultivos como tomate, pimiento y berenjena se recomienda: • • •

Pendiente: los sacos de lana de roca deben colocarse con una ligera pendiente hacia el canal de drenaje, aproximadamente del 1 al 2 %. Canales de recogida: los slabs pueden situarse sobre canales de PVC o polietileno que conduzcan el drenaje hacia un punto de recogida. Espaciado: el marco de plantación debe permitir una correcta iluminación, ventilación y acceso para el manejo.

Como orientación general: • • •

Tomate: 30-40 cm entre plantas. Pimiento y berenjena: 40-50 cm entre plantas. Pasillos: al menos 80 cm para facilitar el trabajo y la entrada de luz.

30.7. Gestión del drenaje El drenaje puede manejarse de dos formas principales:

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

•

Sistema perdido: el drenaje se recoge y se elimina o se reutiliza en otros cultivos no sensibles. Es el sistema más sencillo, ya que evita la necesidad de desinfectar el agua antes de volver a utilizarla. Recirculación: el drenaje vuelve al depósito principal. En este caso es imprescindible filtrar y desinfectar el agua para evitar la propagación de patógenos.

30.8. Seguridad en la instalación La automatización y el uso de agua obligan a extremar las medidas de seguridad. Deben tenerse en cuenta los siguientes puntos: • • • • •

El cuadro eléctrico y el controlador deben instalarse en una zona elevada y protegida de salpicaduras. No deben dejarse cables en el suelo ni en zonas con drenaje. Los depósitos deben estar tapados, pero con ventilación suficiente. Los filtros deben colocarse en lugares accesibles para facilitar su limpieza. Las bombas, inyectores y válvulas deben revisarse de forma periódica para evitar fugas o retornos indeseados.

30.9. El colector de salida e inyección Después de la bomba principal, es recomendable instalar un colector de salida que permita organizar los principales elementos hidráulicos del sistema. El orden básico incluye: • • •

Válvula de retención: evita que el agua retroceda hacia la bomba cuando esta se detiene. Puntos de inyección: permiten incorporar las soluciones de los tanques A, B y ácido a la tubería principal mediante bombas dosificadoras o peristálticas. Válvulas de retención secundarias: evitan retornos de agua hacia las líneas de inyección.

30.10. Factores críticos del sistema Existen varios factores que pueden comprometer el funcionamiento del sistema aunque la formulación nutritiva sea correcta. •

•

Sodio y cloruros: si el agua contiene sodio o cloruros, estos pueden acumularse en el sustrato porque la planta los absorbe en menor medida. En estos casos puede ser necesario aumentar el drenaje o realizar lavados periódicos. Oxígeno en el depósito: el agua estancada y con poco oxígeno favorece problemas radiculares. La aireación mediante retorno, venturi o agitación mejora la calidad de la solución. Biofilm: en las tuberías puede formarse una película de bacterias y algas que favorece la obturación de goteros. La limpieza periódica ayuda a mantener la uniformidad del sistema.

30.11. Condiciones climáticas críticas El clima del invernadero afecta directamente al funcionamiento del fertirriego. •

Humedad relativa elevada: si la humedad supera valores altos, la transpiración disminuye y el calcio puede no llegar correctamente al fruto, aumentando el riesgo de pudrición apical.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

•

Temperaturas extremas: temperaturas superiores a 35 °C pueden afectar a la viabilidad del polen y provocar caída de flores. En estas situaciones puede ser necesario mejorar la ventilación, aplicar sombreo o utilizar sistemas de refrigeración.

Figura 31. Parque tecnológico: plantas producidas en sistemas hidropónicos

31. Plan de mantenimiento y regulación Un sistema de fertirrigación debe revisarse de forma periódica para mantener la uniformidad del riego, evitar obturaciones y asegurar que la solución nutritiva llega correctamente a todas las plantas. El mantenimiento no debe limitarse a reparar averías, sino que debe formar parte del manejo diario del cultivo. Mantenimiento diario El mantenimiento diario permite detectar fallos antes de que afecten al conjunto del cultivo. Las tareas recomendadas son: •

• • • •

Inspección visual del cultivo: recorrer los pasillos y observar si existen plantas marchitas, hojas caídas o síntomas localizados. Una planta aislada con marchitez puede indicar un gotero taponado. Medición de entrada: registrar el pH y la CE de la solución nutritiva que entra al sistema. Medición de drenaje: tomar una muestra del drenaje y comparar su pH y CE con los valores de entrada. Control de tanques: comprobar que los tanques A, B y el tanque de ácido tienen suficiente solución disponible. Revisión de goteros: observar si todos los emisores trabajan de forma uniforme.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Si la CE del drenaje es claramente superior a la CE de entrada, debe aumentarse el volumen de riego o el porcentaje de drenaje. Si el pH del drenaje baja demasiado, conviene revisar el estado de las raíces y descartar problemas de pudrición o falta de oxígeno. Mantenimiento semanal Una vez por semana debe realizarse una revisión más completa del sistema. Las tareas principales son: • • • •

Limpieza de filtros: limpiar los filtros de malla, discos o anillas para evitar pérdidas de presión y falta de uniformidad. Calibración de sondas: comprobar las sondas de pH y CE con soluciones patrón y corregir posibles desviaciones. Revisión de raíces: observar plantas testigo para comprobar que las raíces se mantienen blancas, firmes y sin olor desagradable. Purga de líneas: abrir los finales de las tuberías laterales durante unos segundos para expulsar sedimentos acumulados.

Mantenimiento mensual El mantenimiento mensual se centra en revisar los elementos mecánicos y realizar limpiezas más profundas. Se recomienda: • • • •

Tratamiento de limpieza interna: realizar una limpieza preventiva de tuberías para reducir biofilm, algas y sedimentos. Revisión de bombas: comprobar que las bombas trabajan sin ruidos extraños, fugas o pérdidas de presión. Revisión de válvulas e inyectores: verificar que no existen retornos de agua, obstrucciones ni fallos de dosificación. Comprobación general del sistema: revisar conexiones, tubos, depósitos, filtros y puntos de drenaje.

31.1. Plan de regulación nutricional La regulación nutricional debe adaptarse a la fase del cultivo. No todas las etapas requieren la misma concentración de sales ni la misma relación entre nitrógeno y potasio. Tabla 20. Plan orientativo de regulación nutricional según la etapa del cultivo.

Etapa del Cultivo

CE Objetivo pH (dS/m) Objetivo 1.2 - 1.5 5.5 - 5.8

Relación N:K 1 : 1.2

Estrategia de Riego

1.8 - 2.2

5.8 - 6.0

1 : 1.5

Floración/Cuaje

2.2 - 2.5

6.0 - 6.2

1 : 2.0

Producción Alta

2.5 - 3.0

5.8 - 6.2

1 : 2.5

Riegos frecuentes para evitar estrés. Aumentar K y bajar N ligeramente. Máximo volumen y control de drenaje.

Arraigo (Trasplante) Crecimiento (Veg)

Pocos riegos, volumen medio.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Estos valores deben tomarse como referencia orientativa. La regulación final debe ajustarse según el cultivo, el clima, el análisis del agua, el tipo de sustrato y la respuesta observada en el drenaje. 31.2. Orden de mezcla El orden de mezcla es fundamental para evitar precipitaciones, obstrucciones y pérdidas de eficacia de los fertilizantes. Antes de preparar una solución nutritiva, debe comprobarse que los tanques están limpios y que el agua de partida ha sido analizada. El procedimiento general recomendado es: I. II. III. IV. V. VI. VII.

Llenar el depósito con agua hasta aproximadamente el 80 % de su volumen. Medir el pH y la CE del agua inicial. Si el agua es dura o presenta elevada alcalinidad, realizar un ajuste inicial del pH antes de añadir los fertilizantes. Añadir la solución del tanque A y mezclar completamente. Añadir la solución del tanque B y volver a mezclar. Comprobar la CE final de la solución. Ajustar el pH al rango objetivo, normalmente entre 5,5 y 6,2 según el cultivo y la fase de desarrollo.

El ácido debe añadirse siempre de forma gradual y con agitación suficiente. Nunca debe mezclarse ácido concentrado directamente con fertilizantes concentrados. 31.3. Momento de inyección En sistemas automatizados, las soluciones madre no deben entrar todas en el mismo punto de la tubería. Es recomendable separar físicamente los puntos de inyección para favorecer la dilución y evitar reacciones entre fertilizantes incompatibles. Como criterio práctico: • • •

La solución del tanque A debe incorporarse primero y diluirse correctamente en la corriente de agua. La solución del tanque B debe incorporarse después, en un punto separado. El ácido debe inyectarse al final, cuando la mezcla de fertilizantes ya se ha diluido.

El controlador de pH debe actuar sobre la solución ya mezclada, ya que los fertilizantes pueden modificar el pH por sí mismos.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 32. Sala de control de una explotación de cultivos hidropónicos hortícolas

31.4. Prueba del vaso Cuando existen dudas sobre la compatibilidad de los fertilizantes o sobre la calidad del agua, puede realizarse una prueba sencilla antes de preparar el depósito completo. El procedimiento consiste en: I. II. III. IV.

Tomar un vaso limpio con agua del depósito. Añadir una pequeña cantidad de la solución del tanque A y remover. Añadir una pequeña cantidad de la solución del tanque B y volver a remover. Observar la mezcla al trasluz.

La solución debe mantenerse transparente. Si aparecen nubes blancas, turbidez, partículas flotantes o precipitados, existe riesgo de incompatibilidad química. En ese caso debe revisarse el pH del agua, la concentración de las soluciones madre y la separación entre fertilizantes con calcio, sulfatos y fosfatos. 31.5. Compatibilidad de fertilizantes Una de las causas más frecuentes de obturación en fertirrigación es la mezcla incorrecta de fertilizantes concentrados. Algunos productos pueden convivir sin problema en la solución final diluida, pero no deben mezclarse en forma concentrada. Como resumen práctico, pueden mezclarse: • • •

Nitrato de calcio con nitrato de potasio. Ácido nítrico con nitrato de calcio. Sulfato de magnesio con micronutrientes.

En cambio, deben evitarse las siguientes mezclas en concentrado: • •

Nitrato de calcio con sulfatos, ya que puede formar precipitados de yeso. Nitrato de calcio con fosfatos, ya que puede formar precipitados insolubles.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

•

Ácido fosfórico con calcio, por el riesgo de precipitación.

La separación entre tanque A y tanque B permite reducir el riesgo de precipitados. De forma general, los fertilizantes cálcicos deben mantenerse separados de sulfatos y fosfatos cuando se preparan soluciones madre concentradas. 31.6. Seguridad y primeros auxilios El manejo de ácidos, fertilizantes concentrados y equipos eléctricos requiere medidas básicas de seguridad. El operario debe utilizar guantes, gafas de protección y ropa adecuada durante la preparación de soluciones nutritivas. En caso de accidente, deben seguirse las siguientes indicaciones generales: • • • •

Contacto con los ojos: lavar inmediatamente con agua abundante durante al menos 1520 minutos, manteniendo los párpados abiertos, y acudir a asistencia médica. Contacto con la piel: retirar la ropa contaminada y lavar la zona afectada con agua abundante. Si aparecen quemaduras o irritación, debe solicitarse atención médica. Inhalación: salir inmediatamente al aire libre. Si existe dificultad para respirar, debe avisarse a los servicios de emergencia. Ingestión: no provocar el vómito. Enjuagar la boca con agua y contactar de inmediato con un servicio médico o toxicológico.

En la zona donde se manipulen ácidos debe existir acceso rápido a agua limpia y, preferiblemente, un lavaojos portátil o fijo. Los productos deben mantenerse correctamente etiquetados, cerrados y almacenados en un lugar ventilado, separado de materiales incompatibles. Los teléfonos de emergencia y la información del centro toxicológico correspondiente deben estar visibles en la zona de trabajo.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Figura 33. Hortalizas envasadas en atmosfera controlada

32. Control del agua y del drenaje El control del agua de aporte y del drenaje permite ajustar la solución nutritiva con mayor precisión. En hidroponía, el agua no actúa solo como vehículo, sino que forma parte de la nutrición del cultivo. Por ello, antes de formular o corregir una receta, es necesario conocer la alcalinidad, la salinidad y la composición iónica del agua. 32.1. Medición de alcalinidad con test KH El test de KH permite estimar la alcalinidad del agua, es decir, su capacidad para resistir cambios de pH. Esta medición resulta útil para saber cuánto ácido será necesario aplicar para corregir el pH de la solución nutritiva. El procedimiento habitual consiste en: I. II. III.

Enjuagar el tubo de ensayo con agua del depósito antes de añadir el reactivo. Llenar el tubo hasta la marca indicada por el fabricante, normalmente 5 ml. Añadir el reactivo gota a gota, agitando después de cada gota.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

IV. V.

Contar el número de gotas necesarias hasta que se produzca el cambio brusco de color. Anotar el resultado y convertirlo a las unidades utilizadas en fertirrigación.

Cada kit puede tener una equivalencia distinta, por lo que debe consultarse siempre la indicación del fabricante. Como referencia habitual: • •

1 gota o 1 grado alemán de dureza carbonatada puede equivaler aproximadamente a 17,8 ppm de CaCO₃. Para convertir ppm de CaCO₃ a mEq/L, se divide el valor entre 50.

Por ejemplo, si el cambio de color se produce a las 10 gotas: 10 × 17,8 = 178 ppm de CaCO₃ 178 ÷ 50 = 3,56 mEq/L de alcalinidad 32.2. Interpretación de la alcalinidad La alcalinidad condiciona la estabilidad del pH y la cantidad de ácido necesaria para corregirlo. Como orientación general: •

• •

Alcalinidad alta: por encima de 4 mEq/L, indica presencia elevada de bicarbonatos. En estos casos será necesario aplicar más ácido para ajustar el pH, teniendo en cuenta que algunos ácidos también aportan nutrientes, como nitrógeno en el caso del ácido nítrico. Alcalinidad ideal: entre 1,0 y 2,0 mEq/L, permite un manejo más estable del pH y suele facilitar el ajuste de la solución nutritiva. Alcalinidad baja: por debajo de 0,5 mEq/L, indica un agua con poca capacidad tampón. En este caso el pH puede variar con facilidad ante pequeñas adiciones de ácido o fertilizante.

Si el análisis o el test indican, por ejemplo, una alcalinidad de 4 mEq/L, puede estimarse que será necesario neutralizar una parte importante de esos bicarbonatos mediante ácido. Si se emplea ácido nítrico, el nitrógeno aportado por el ácido debe tenerse en cuenta dentro del balance final de la solución nutritiva. 32.3. Temperatura del agua y medición de pH/CE La temperatura del agua puede afectar a la lectura de los medidores de pH y CE. Por este motivo, las mediciones deben realizarse siempre con equipos calibrados y, preferiblemente, con compensación automática de temperatura. Cuando el agua está caliente, la conductividad eléctrica puede marcar valores más altos, aunque la cantidad real de fertilizante no haya cambiado. En cambio, con agua fría, la movilidad de los iones disminuye y la lectura de CE puede ser más baja. Por ello, es recomendable utilizar medidores con compensación automática de temperatura. Si el equipo no dispone de esta función, pueden producirse errores de interpretación y ajustes incorrectos de fertilización. 32.4. Temperatura, solubilidad y oxígeno disuelto La temperatura también influye en la solubilidad de los fertilizantes y en la cantidad de oxígeno disponible para las raíces.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

En invierno, cuando el agua está por debajo de 10 °C, algunos fertilizantes como el nitrato de potasio o el sulfato de magnesio pueden disolverse con más dificultad. Si quedan cristales en el fondo del tanque, pueden ser aspirados por la bomba y provocar obstrucciones en inyectores o goteros. En verano, cuando el agua supera los 25 °C, las sales se disuelven con facilidad, pero disminuye la cantidad de oxígeno disuelto. Este punto es especialmente importante en hidroponía, ya que las raíces necesitan oxígeno para mantenerse activas y sanas. Como referencia: • • • • •

A 18 °C, el agua mantiene una buena disponibilidad de oxígeno y favorece raíces blancas y activas. Entre 18 y 22 °C se considera un rango adecuado para la absorción de nutrientes y el funcionamiento radicular. Por encima de 26 °C aumenta el riesgo de estrés radicular, pérdida de oxígeno y aparición de problemas sanitarios. A 28 °C, el oxígeno disuelto disminuye de forma importante y pueden aparecer raíces marrones, asfixia radicular y enfermedades como Pythium. Por debajo de 12 °C, la actividad radicular se reduce y puede bloquearse la absorción de nutrientes como el fósforo.

Para reducir estos problemas, el depósito principal debe protegerse del sol directo. En zonas cálidas puede ser útil pintar los depósitos de colores claros, sombrearlos o enterrarlos parcialmente. En zonas frías, puede ser necesario evitar que el agua baje demasiado de temperatura durante el invierno.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 34. Cultivos hidropónicos de tomate controlado con luz artificial

32.5. Lectura de cationes y aniones Para ajustar correctamente una solución nutritiva es necesario saber interpretar el análisis del agua. El agua no solo actúa como vehículo de los fertilizantes, sino que también puede aportar nutrientes o elementos no deseados. En el análisis aparecen normalmente cationes, con carga positiva, y aniones, con carga negativa. Para compararlos correctamente, conviene expresarlos en mEq/L, ya que esta unidad permite valorar el equilibrio entre cargas. Cationes principales •

•

Calcio (Ca²⁺): si el agua contiene más de 3-4 mEq/L de calcio, este aporte debe descontarse de la receta final. De lo contrario, puede añadirse demasiado nitrato de calcio y provocar desequilibrios con otros nutrientes. Magnesio (Mg²⁺): un valor orientativo adecuado puede situarse entre 1 y 2 mEq/L. Si el agua contiene mucho magnesio, debe reducirse el aporte de fertilizantes magnésicos.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

• •

Potasio (K⁺): el agua natural suele contener poco potasio, normalmente menos de 0,5 mEq/L. Por ello, la mayor parte del potasio suele aportarse mediante fertilizantes. Sodio (Na⁺): debe vigilarse especialmente. Si supera 2-3 mEq/L, puede competir con el potasio. Si supera 5 mEq/L, el agua puede considerarse problemática para cultivos sensibles.

Aniones principales •

• • •

Bicarbonatos (HCO₃⁻): son fundamentales para el control del pH. Un valor orientativo adecuado puede situarse entre 0,5 y 1,5 mEq/L. Si el agua contiene valores altos, como 5 mEq/L, será necesario aplicar más ácido para neutralizarlos. Sulfatos (SO₄²⁻): las plantas suelen tolerarlos bien, pero si el agua contiene mucho sulfato debe revisarse el aporte de sulfato de magnesio u otros fertilizantes sulfatados. Cloruros (Cl⁻): al igual que el sodio, pueden ser problemáticos. Si superan 3-4 mEq/L, pueden causar toxicidad en cultivos sensibles como judía o pepino. Nitratos (NO₃⁻): el agua limpia suele contener valores bajos. Si el análisis indica más de 1 mEq/L de nitratos, este aporte debe tenerse en cuenta dentro del balance de nitrógeno.

32.6. Ajuste de la receta según el análisis de agua La receta nutritiva debe ajustarse descontando los nutrientes que ya aporta el agua de riego. De esta forma se evita añadir fertilizantes en exceso y se mejora el equilibrio final de la solución. Por ejemplo, si una receta objetivo para tomate necesita 8 mEq/L de calcio y el análisis del agua indica 100 mg/L de calcio, primero debe convertirse ese dato a mEq/L. Para el calcio, se puede utilizar como referencia: 100 mg/L ÷ 20 = 5 mEq/L de calcio Por tanto, el cálculo sería: 8 mEq/L objetivo − 5 mEq/L aportados por el agua = 3 mEq/L de calcio a añadir En este caso, solo sería necesario aportar 3 mEq/L mediante nitrato de calcio, no los 8 mEq/L completos de la receta teórica. Como señales de alerta en el análisis del agua pueden considerarse: • • •

Relación Na/K superior a 1: indica que el sodio puede competir con el potasio. Bicarbonatos superiores a 4 mEq/L: indican agua muy alcalina y necesidad de corrección con ácido. Hierro superior a 0,5 mg/L: puede oxidarse y favorecer obturaciones o depósitos en el sistema de riego.

32.7. Interpretación de la CE del drenaje La conductividad eléctrica del drenaje permite saber si se están acumulando sales en el sustrato o si la planta está consumiendo más nutrientes de los previstos. Como referencia general, la CE del drenaje puede estar entre 0,5 y 1,0 dS/m por encima de la CE de entrada. Por ejemplo, si la solución entra con una CE de 2,0 dS/m y el drenaje sale con una CE de 2,8 dS/m, el sistema se encuentra dentro de un rango aceptable.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Si la diferencia es demasiado alta, puede existir acumulación de sales. Por ejemplo: • •

Entrada: CE 2,0 dS/m Drenaje: CE 4,5 dS/m

En este caso, el sustrato está excesivamente cargado de sales y las raíces pueden tener dificultad para absorber agua por efecto osmótico. La corrección debe centrarse en aumentar el volumen de riego, incrementar el porcentaje de drenaje o realizar un lavado controlado. Si la CE del drenaje es igual o inferior a la CE de entrada, puede indicar que la planta está absorbiendo muchos nutrientes o que la solución nutritiva está demasiado baja. Por ejemplo: • •

Entrada: CE 2,0 dS/m Drenaje: CE 1,8 dS/m

En este caso puede ser necesario revisar la concentración de la solución nutritiva y la fase de demanda del cultivo. 32.8. Interpretación del pH del drenaje El pH del drenaje ayuda a interpretar la actividad de la raíz y el comportamiento químico del sustrato. Como referencia general, el pH del drenaje debe mantenerse aproximadamente entre 5,5 y 6,5. Una ligera subida del pH en el drenaje puede ser normal, especialmente cuando la planta absorbe nitratos. Sin embargo, una caída brusca por debajo de 5,0 debe considerarse una señal de alerta, ya que puede estar relacionada con problemas radiculares, falta de oxígeno o descomposición de raíces. Si el pH del drenaje se desvía de forma continuada, no debe corregirse únicamente añadiendo más ácido o más base. Primero debe comprobarse: • • • • •

El estado de las raíces. La CE del drenaje. La oxigenación del depósito. La calibración de los medidores. La uniformidad del riego.

32.9. Porcentaje de drenaje El porcentaje de drenaje indica qué parte del agua aplicada sale del sustrato después del riego. Este dato es fundamental para saber si se está lavando correctamente la zona radicular. La fórmula general es: %Drenaje = volumen recogido en el drenaje ÷ volumen total aplicado × 100 Como orientación práctica: •

En días nublados o fríos, puede ser suficiente un drenaje del 10-15 %. • En días soleados o calurosos, puede ser necesario alcanzar un drenaje del 25-30 % para evitar acumulación de sales.

Un drenaje demasiado bajo favorece la concentración de sales en el sustrato. Un drenaje excesivo puede suponer pérdida de agua y fertilizantes, especialmente si el sistema no recircula.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

32.10. Estaciones de control del drenaje En instalaciones grandes no es práctico medir todas las plantas. Por ello, se recomienda establecer estaciones de control representativas. Una forma sencilla consiste en: I. II. III. IV. V.

Elegir varios puntos del invernadero, por ejemplo al inicio, en el centro y al final de una línea de riego. Colocar plantas o slabs testigo sobre bandejas de recogida. Conducir el drenaje hacia una garrafa o recipiente graduado. Medir diariamente el volumen recogido, la CE y el pH. Comparar los datos con la solución de entrada.

Estas estaciones permiten detectar diferencias de presión, acumulación de sales o problemas de uniformidad antes de que afecten al conjunto del cultivo.

Figura 35. Centro de investigaciones hortícolas de cultivos hidropónicos.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

32.11. Riego por pulsos No es lo mismo aplicar 1 riego de 10 minutos que 10 riegos de 1 minuto. En lana de roca, el riego por pulsos permite renovar el aire y la solución nutritiva que rodea la raíz. Un riego largo de 20 minutos puede inundar el sustrato, desplazar el oxígeno y provocar asfixia radicular. En cambio, los pulsos cortos ayudan a mantener un equilibrio más estable entre agua y aire.

Figura 36. Cultivos hidropónicos de tomates con lana de roca Las tres fases del día Fase 1. Recuperación de la mañana Comienza aproximadamente 2 horas después de la salida del sol. El objetivo es rehidratar el slab y bajar la CE que ha subido durante la noche. En esta fase se aplican pulsos largos y seguidos, por ejemplo 3 o 4 pulsos de 3 minutos cada 20 minutos. La meta es lograr el primer drenaje del día alrededor de las 10:00 u 11:00 de la mañana. Fase 2. Mantenimiento al mediodía Se desarrolla entre las 12:00 y las 16:00, durante las horas de máximo sol. El objetivo es reponer el agua que la planta transpira y refrescar la raíz. En esta fase se aplican pulsos muy cortos y frecuentes, por ejemplo 1 minuto cada 15-20 minutos. La meta es mantener un drenaje constante tras cada riego. Fase 3. Secado de tarde/noche Termina aproximadamente 2 horas antes de la puesta de sol. El objetivo es permitir que el slab pierda un 5-10 % de agua para que entre oxígeno y las raíces se fortalezcan.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

No se recomienda regar de noche en lana de roca, ya que la planta apenas transpira. El agua queda estancada en el sustrato, desaparece el oxígeno y aumenta el riesgo de pudriciones radiculares y hongos como Pythium o Phytophthora.

Figura 37. Cultivo hidropónico en lana de roca

Duración del pulso Para saber cuánto debe durar cada pulso puede utilizarse la regla de los 100 ml: I. II. III.

Colocar un recipiente debajo de un gotero. Medir cuánto tiempo tarda en aportar 100 ml de agua. Si tarda 3 minutos, ese será el pulso estándar.

Un pulso no debería ser inferior a 1 minuto, ya que los goteros autocompensantes necesitan unos segundos para presurizarse y abrirse. Si el pulso es demasiado corto, el riego no será uniforme. Control de humedad y salinidad Con los pulsos se puede orientar el comportamiento de la planta. • •

Para favorecer un crecimiento vegetativo, se aplican pulsos más frecuentes y se mantiene el slab muy húmedo, alrededor del 80 % de capacidad. Para favorecer una respuesta generativa, se espacian más los pulsos y se deja que el slab se seque ligeramente entre riegos.

Tabla 21. Resumen de Programación (ejemplo real)

Hora 09:00 12:00 17:00 Noche

Acción Inicio Pico de Sol Último Riego Descanso

Duración del Pulso 3 min 1.5 min 2 min 0 min

Intervalo Cada 30 min hasta drenar Cada 15 min Último del día SIN RIEGO

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

32.12. Errores frecuentes en el riego y control Riego nocturno Uno de los errores frecuentes es aplicar riegos durante la noche por miedo a que la planta pase sed. Por la noche, la planta apenas transpira. Si se riega en ese momento, el agua queda estancada en la lana de roca, disminuye el oxígeno disponible y aumenta el riesgo de pudrición radicular. La regla práctica es realizar el último riego unas 2 horas antes de la puesta de sol y el primer riego unas 2 horas después de la salida del sol. Limpieza de goteros Los fertilizantes hidropónicos son sales. Si el agua se evapora en la punta del gotero durante las pausas de riego, la sal puede solidificarse y provocar obturaciones. La falta de limpieza puede hacer que algunas plantas dejen de recibir agua sin detectarse a tiempo. Como medida preventiva, al final de cada ciclo o de forma mensual puede realizarse una limpieza con ácido nítrico al 0,5 % o con productos específicos para disolver sales y biopelícula. Control de sensores Las sondas de pH y CE son instrumentos delicados y pueden descalibrarse con el tiempo. Si una sonda de pH se descalibra, el controlador puede interpretar mal el valor real del agua y dosificar ácido de forma incorrecta. Esto puede provocar daños en las raíces. Por ello, se recomienda contrastar las lecturas del controlador con un medidor manual. Una comprobación diaria del depósito permite confirmar que el sistema automático está midiendo correctamente.

33. Manejo del cultivo en hidroponía 33.1. Entutorado y soporte En superficies amplias no se recomienda utilizar cañas como sistema de soporte. Es preferible disponer de una estructura aérea resistente, formada por cables de acero tensados sobre las líneas de cultivo. En cultivos como tomate o pepino, pueden emplearse perchas o bobinas colgadas del cable superior. Estas contienen un hilo de polipropileno que se va soltando conforme la planta crece. La planta no debe atarse con nudos que puedan estrangular el tallo. Para ello se utilizan clips de tallo, que abrazan el hilo y la planta sin impedir su crecimiento. Como referencia, los cables de soporte pueden colocarse a una altura aproximada de 2,5 a 3 metros, coincidiendo con las filas de los sacos de lana de roca. 33.2. Poda En hidroponía, la poda permite dirigir la energía de la planta hacia la producción de frutos y mejorar la ventilación del cultivo. • •

Desbrotado (Chupones): En tomates y pepinos, debes quitar todos los brotes axilares (los que salen entre el tallo principal y la hoja). Solo queremos un tallo principal hacia arriba. Poda de Hojas: Conforme los frutos de abajo maduran, debes quitar las hojas inferiores. Esto mejora la ventilación (evita hongos) y permite que la luz llegue a los nuevos racimos.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

•

Aclareo de Frutos: Si un racimo de tomates tiene 15 frutos, la planta no podrá con todos. Se dejan los 5 o 6 mejores para que tengan tamaño comercial.

33.3. Polinización En invernaderos cerrados, el viento puede no ser suficiente para asegurar una buena polinización, especialmente en tomate. •

•

Abejorros (Bombus terrestris): Es la solución profesional. Compras una colmena (caja de cartón), la colocas en el centro y ellos hacen el trabajo. Son mucho más eficientes que las abejas en invernadero. Vibración manual: Si no quieres insectos, tendrás que pasar planta por planta con un vibrador eléctrico (o golpeando los cables) cada mañana para que el polen caiga. En 1,000 m², esto es demasiado trabajo.

Figura 38. Una explotación hortícola en el centro de la ciudad

33.4. Control climático pasivo El clima del invernadero influye directamente en el crecimiento, la transpiración y el cuajado de los frutos.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

En verano pueden utilizarse mallas de sombreo para reducir la intensidad de la luz, especialmente en cultivos sensibles al exceso de radiación como melón o pimiento. Como referencia, el sombreo puede reducir la entrada de luz en torno al 30-40 %. La ventilación zenital también es importante, ya que el aire caliente tiende a subir. Las ventanas superiores permiten renovar el aire, reducir la temperatura y evitar que el cultivo trabaje en condiciones de estrés. 33.5. Bioseguridad En sistemas hidropónicos, una enfermedad puede propagarse con rapidez si alcanza el agua o las zonas comunes del cultivo. Por ello, deben aplicarse medidas básicas de bioseguridad. Entre las medidas más importantes están: • • • •

Colocar pediluvios en la entrada para desinfectar el calzado. Limitar la entrada de personas ajenas a la instalación. Mantener limpias las herramientas de trabajo. Utilizar control biológico cuando sea posible, mediante insectos beneficiosos contra plagas como trips o araña roja.

Figura 39. Cultivo hidropónico de acelgas

34. Escalado profesional y producción comercial 34.1. Calendario de siembra y producción En hidroponía bajo invernadero, el calendario de siembra y producción permite organizar el uso del espacio y prever las necesidades de plantones, fertilizantes, mano de obra y cosecha. Tabla 22. Calendario orientativo de siembra, trasplante y cosecha en cultivos hidropónicos.

Cultivo

Siembra (Semillero)

Trasplante a Lana de Roca

Cosecha

Tomate Pimiento Pepino Melón Judía

Enero - Febrero Diciembre - Enero Marzo (Ciclo 1) Marzo Febrero

Marzo Febrero - Marzo Abril Abril Marzo

Junio - Noviembre Julio - Octubre Mayo - Julio Julio - Agosto Mayo – Junio

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

34.2. Fertilizantes a gran escala En una instalación hidropónica de gran escala, los fertilizantes suelen comprarse en grandes cantidades, normalmente en palets o sacos industriales. En este tipo de producción, es importante utilizar fertilizantes solubles, cristalinos y adecuados para fertirrigación. Tabla 23. Fertilizantes simples utilizados en producción hidropónica a gran escala.

Fertilizante Simple Nitrato de Calcio Nitrato de Potasio Sulfato de Potasio Fosfato Monopotásico (MKP) Sulfato de Magnesio Ácido Nítrico (59-65%) Hierro Quelatado (EDDHA/DTPA) Mix de Microelementos

Función Principal Estructura y Calcio Crecimiento y Llenado Potasio sin Nitrógeno (Maduración) Raíces y Floración Clorofila (Color verde) Control de pH y limpieza Evitar Clorosis Mn, Zn, B, Cu, Mo

En compras profesionales se recomienda exigir siempre la ficha técnica del producto. Un fertilizante con impurezas o baja solubilidad puede aumentar los problemas de filtros, inyectores y goteros. También debe cuidarse el almacenamiento. Los fertilizantes deben guardarse en una zona seca, ventilada y con suelo firme. El nitrato de calcio es higroscópico, por lo que puede absorber humedad del ambiente y endurecerse si no se conserva correctamente. 34.3. Distribución en tanques de concentrado En instalaciones de gran superficie, los tanques de inyección pueden tener volúmenes elevados, por ejemplo entre 2.000 y 5.000 litros, para reducir la frecuencia de preparación de soluciones concentradas. Tanque A: tanque de calcio En el tanque A se incluyen los fertilizantes compatibles con el calcio. • • •

Nitrato cálcico: es el componente mayoritario. Nitrato potásico: una parte puede incorporarse en este tanque. Hierro: debe mantenerse en el tanque A, separado de los fosfatos.

Tanque B: tanque de fósforo y magnesio En el tanque B se incluyen los fertilizantes que no deben mezclarse en concentrado con el calcio. • • • •

Fosfato monopotásico (MKP). Sulfato de magnesio. Sulfato de potasio. Microelementos.La distribución habitual mantiene separados los fertilizantes cálcicos de los sulfatos y fosfatos.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

34.4. Bioseguridad y control de calidad En una explotación hidropónica de gran superficie, la bioseguridad es fundamental para evitar la entrada y propagación de enfermedades. Un virus o patógeno puede extenderse rápidamente si no existen medidas de control en los accesos, herramientas y zonas de trabajo. Control de accesos La instalación debe diferenciar claramente entre zona sucia y zona limpia. Las medidas principales son: • • • • •

Vallado perimetral: evita entradas no controladas por los laterales del invernadero. Entrada única: permite controlar el acceso de trabajadores, visitas y materiales. Doble puerta o esclusa: reduce la entrada de insectos y aire exterior no controlado. Pediluvios: permiten desinfectar el calzado antes de entrar a la zona de cultivo. Vestuarios: los trabajadores deben utilizar ropa y calzado específicos para el invernadero.

Protocolo de herramientas Las herramientas de poda y manejo deben limpiarse y desinfectarse con frecuencia para evitar la transmisión de enfermedades entre plantas o líneas de cultivo. En instalaciones grandes puede utilizarse un kit de poda por pasillo o por línea, evitando mover las mismas herramientas de una zona a otra sin desinfección previa. Control de calidad Para la venta profesional, especialmente si se trabaja con cadenas de distribución o mercados exigentes, es necesario mantener un sistema de control de calidad. Los puntos principales son: • • •

Trazabilidad: cada caja de producto debe poder relacionarse con el sector de cultivo del que procede. Control de residuos: el uso de control biológico puede ayudar a reducir los tratamientos químicos y facilitar estrategias de residuo cero. Clasificación del producto: en grandes superficies puede emplearse una línea de selección que clasifique los frutos por peso, color y calibre.

34.5. Gestión de residuos y economía circular En una explotación hidropónica de gran superficie se generan restos vegetales, sustratos usados y drenajes que deben gestionarse correctamente. Esta gestión no solo tiene importancia ambiental, sino también logística y económica. Residuo vegetal Al final del ciclo pueden generarse grandes cantidades de restos de poda y plantas. Estos residuos pueden gestionarse mediante compostaje o valorización energética. •

•

Compostaje: los restos vegetales se trituran y se mezclan con una fuente de carbono, como paja o restos de madera. El compost obtenido puede utilizarse en parcelas exteriores o venderse a otros agricultores. Biomasa: los restos vegetales secos pueden valorizarse energéticamente, por ejemplo, como apoyo a sistemas de calefacción mediante biomasa.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Reciclaje de lana de roca La lana de roca es un material mineral que no se biodegrada. Por ello, no debe abandonarse en el campo ni mezclarse con residuos vegetales. Una opción es recurrir a programas de recogida o reciclaje específicos, donde se separa el plástico y se tritura la lana de roca para reutilizarla en otros materiales, como productos de construcción o aislamiento. Recuperación de agua y nutrientes En instalaciones grandes, el drenaje contiene agua y fertilizantes que pueden recuperarse si el sistema está preparado para ello. El proceso general consiste en: I. II. III. IV.

Recoger el drenaje mediante canaletas. Conducirlo a un depósito de recogida. Filtrarlo y desinfectarlo mediante luz ultravioleta u ozono. Reincorporarlo al sistema mezclándolo con agua limpia y fertilizante nuevo hasta alcanzar la CE objetivo.

La recirculación permite reducir el consumo de agua y fertilizantes, además de limitar los vertidos. 34.6. Recirculación de drenajes En instalaciones de gran superficie, el drenaje contiene agua y fertilizantes que pueden recuperarse si el sistema está preparado para ello. En el ejemplo de 4 hectáreas, si se pierde un 30 % del agua aplicada, se pueden estar desechando alrededor de 60.000 litros de agua abonada al día. La recirculación permite reducir el consumo de agua y fertilizantes, además de limitar los vertidos. El sistema de recirculación se basa en tres pasos principales: I. II. III.

Recogida: las canaletas recogen el drenaje y lo conducen hacia un depósito de agua de retorno o agua gris. Desinfección: el agua recuperada debe pasar por un sistema de desinfección, como luz ultravioleta u ozono, para reducir el riesgo de hongos, virus u otros patógenos. Remezcla: el ordenador de riego puede utilizar esa agua, que ya contiene una determinada CE, mezclándola con agua limpia y fertilizante nuevo hasta alcanzar el objetivo previsto.

Según el planteamiento del texto original, esta recuperación puede suponer un ahorro importante en fertilizantes, ya que parte del agua y de los nutrientes aplicados vuelven a incorporarse al sistema.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 40. Cultivo hidropónico de berenjenas

35. Puesta en marcha y control inicial Trasplante y arranque En la fase de trasplante y arranque, la prioridad es asegurar que la planta establezca contacto con la lana de roca y que el sistema de riego funcione de forma uniforme desde el primer día. Las tareas principales son: • • •

Saturación de slabs: la lana de roca debe llenarse con la solución nutritiva inicial aproximadamente 24 horas antes del trasplante. Trasplante: en instalaciones grandes puede ser necesario un equipo amplio de trabajo para colocar las plantas en pocos días. Ajuste de pulsos: durante los primeros días debe calibrarse el riego según la respuesta de la planta joven.

Producción y cosecha

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

Una vez superada la fase de arranque, comienza el manejo continuado de producción y cosecha. Las tareas principales son: • • •

Mantenimiento del cultivo: incluye poda y entutorado semanal. Introducción de abejorros: se realiza cuando aparecen las primeras flores, aproximadamente 3-4 semanas después del trasplante. Primera cosecha: puede producirse entre 80 y 90 días después del trasplante, dependiendo del cultivo, la variedad y las condiciones de manejo.

Controles iniciales del sistema Durante el arranque deben revisarse los principales elementos del sistema para evitar fallos desde los primeros días. Tabla 24. Controles iniciales del sistema hidropónico.

Parámetro Presión del Sistema Estado del Plantón Funcionamiento Bombas Inyección de Ácido

Acción Revisar manómetros en cabezal y finales de línea. Recorrido visual por los 4 sectores.

Objetivo / Valor Ideal Confirmar que llega presión a los 40.000 m². Detectar marchitez inmediata (fallo de gotero). de Verificar temperatura de motores y Evitar paros inesperados ruidos. por sobrecalentamiento. Comprobar que el consumo de ácido es Asegurar que no hay una coherente. fuga de ácido puro al sistema.

Controles diarios Durante los primeros días se recomienda realizar controles diarios del sistema y del cultivo. Tabla 25. Controles diarios durante el arranque del cultivo.

Tarea Calibración Manual Test de Drenaje Humedad del Slab Revisión de Clima

Procedimiento Medir pH/CE del depósito con medidor de mano. Medir volumen, pH y CE del drenaje acumulado. Pesar 5 slabs testigo o usar sensores de contacto. Verificar apertura de ventanas y pantallas.

Por qué es vital Contrastar con el ordenador (evitar deriva de sondas). Saber si el slab está demasiado cargado de sal. Confirmar que el bloque de lana de roca está al 80-90%. Evitar que el estrés térmico debilite la planta joven.

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Figura 41. Cultivos hidropónicos de cerezos Riego de asentamiento El primer día de trasplante es especialmente importante. La planta procede de un ambiente húmedo de semillero y, al colocarse sobre la lana de roca, el sustrato puede absorber humedad del cepellón si no está perfectamente saturado. Durante el día del trasplante pueden aplicarse pulsos cortos de aproximadamente 1 minuto cada 15 minutos, incluso si existe drenaje suficiente. El objetivo no es ahorrar agua en ese momento, sino asegurar el contacto entre la planta y el sustrato. Objetivos semanales Durante la primera semana deben revisarse objetivos básicos de uniformidad, enraizamiento y reducción de mermas. •

Uniformidad: el caudal de los goteros no debe variar más de un 5 % entre el inicio y el final de la instalación.

www.bibliotecahorticultura.com

Técnicas de cultivo

• •

Enraizamiento: al levantar un bloque, deben observarse raíces blancas asomando hacia el slab de lana de roca. Mermas: el objetivo es mantener las bajas por debajo del 0,1 %.

Checklist de seguridad Durante la puesta en marcha deben revisarse también los elementos de seguridad y respaldo de la instalación. • • • •

Generador eléctrico: comprobar el nivel de gasoil y realizar una prueba de arranque manual. Stock de fertilizantes: verificar que los tanques A y B tienen autonomía para 48 horas. Limpieza de filtros: realizar una limpieza manual de seguridad, aunque el filtro sea automático. Bioseguridad: reponer el desinfectante en los pediluvios de entrada.

Figura 42. Explotación hortícola de cultivos hidropónicos de alto rendimiento

www.bibliotecahorticultura.com

Cultivos hidropónicos

Nota editorial Las imágenes incluidas en este artículo han sido generadas con Gemini, herramienta de inteligencia artificial generativa de Google. Su uso tiene carácter ilustrativo y no corresponde a Figura grafías reales de los productos, procesos o instalaciones mencionados.

www.bibliotecahorticultura.com

ESPECIALISTES EN SERVEIS PER A LA PRODUCCIÓ EDITORIAL, SL Doctor Manuel Candela 26, 11ª 46021 VALENCIA – ESPAÑA Tel.: +34-649 48 56 77 / info@poscosecha.com NIF: B-43458744

www.poscosecha.com www.postharvest.biz www.bibliotecahorticultura.com www.tecnologiahorticola.com www.actualfruveg.com