RECIRCULACIÓN DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS. MANEJO Y CONTROL MICROBIOLÓGICO (Del apartado 1. al 2.1.1.)

Autor: MAGÁN CAÑADAS, J.J.
 

Estación Experimental "Las Palmerillas" - Caja Rural de Almería

1. INTRODUCCIÓN

2. SISTEMAS RECIRCULANTES DE CULTIVO SIN SUELO

    2.1. EL SISTEMA DE CULTIVO NFT (NUTRIENT FILM TECHNIQUE)

         2.1.1. Elementos constituyentes de una instalación de NFT

        2.1.2. La solución nutritiva en NFT

    2.2. SISTEMAS RECIRCULANTES DE CULTIVO EN SUSTRATOS

        2.2.1. Elementos constituyentes de una instalación de recirculación con cultivo en sustratos

        2.2.2. La solución nutritiva en un sistema recirculante de cultivo en sustrato

    2.3. VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL SISTEMA NFT FRENTE A LA RECIRCULACIÓN EN SUSTRATOS

3. CONTROL MICROBIOLÓGICO EN SISTEMAS DE CULTIVO CON RECIRCULACIÓN

    3.1. INTRODUCCIÓN

    3.2. PATÓGENOS INFECCIOSOS RADICULARES QUE PUEDEN AFECTAR A LOS CULTIVOS SIN SUELO

    3.3. MÉTODOS DE CONTROL DE PATÓGENOS INFECCIOSOS RADICULARES EN SOLUCIONES RECIRCULANTES

        3.3.1. Métodos culturales

        3.3.2. Métodos biológicos

        3.3.3. Tratamientos físicos

            3.3.3.1. Ozonización

            3.3.3.2. Ultrafiltración

            3.3.3.3. Tratamiento térmico

            3.3.3.4. Radiación ultravioleta

        3.3.4. Métodos químicos

4. BIBLIOGRAFÍA

 

1. INTRODUCCIÓN

Se estima que en el Sureste peninsular existen unas 2500 ha de cultivos sin suelo, según comentarios de las empresas comercializadoras de sustratos, en base a las ventas que se realizan de éstos. Del global, aproximadamente 1700 ha se encuentran en Almería y unas 800 en Murcia. En Almería la superficie mencionada se reparte, aproximadamente, al 50 % entre lana de roca y perlita, mientras que en Murcia la mayor parte, un 90 %, corresponde a arena y el resto a perlita. Esta superficie parece pequeña si la comparamos con el área global dedicada a cultivos hortícolas en invernadero en la zona (en Almería los últimos datos oficiales, que datan de finales de la campaña 94/95, arrojan una cifra de unas 25000 ha de invernadero; y otras estimaciones no oficiales posteriores hablan de una superficie mayor aún), sin embargo, el ritmo de crecimiento de la superficie dedicada a cultivos sin suelo es elevado y, de hecho, muchas de las nuevas explotaciones que se construyen actualmente en el Poniente almeriense se orientan hacia este sistema de cultivo.

Hay varias razones que explican esta situación, aunque quizás la más importante sea la de reducir los costes de inversión, ya que la superficie que queda de terreno inculto con un suelo original de características apropiadas para el cultivo es cada vez más pequeña. Ello obliga a utilizar terrenos de poca calidad agronómica en los que es necesario aportar tierra exterior, lo que, junto con la incorporación del estiércol y la arena para la ejecución del enarenado tradicional, supone unos costes importantes. Ante ello, el agricultor prefiere muchas veces optar por la simple nivelación del suelo original y la colocación sobre él de un sustrato de cultivo. Junto a ésta razón, también existen otras causas que explican la situación comentada: algunos agricultores tienen graves problemas de suelo, bien fitopatológicos (nematodos, fusariosis, etc.), que es lo más frecuente, o por acumulación de sales; finalmente existen algunos productores que han optado por este sistema para conseguir un mejor control del cultivo y mayores productividades. Del mismo modo, en el Campo de Cartagena se crea un importante problema para los cultivos de pimiento y melón en suelo con la prohibición del bromuro de metilo, ya que este desinfectante se aplica anualmente en la zona para poder controlar de manera eficaz los graves problemas fitopatológicos existentes; ante ello los cultivos sin suelo pueden ser una buena alternativa. Por tanto, éstos van a cobrar cada vez más importancia en el Sureste peninsular.

Sin embargo, hasta ahora el cultivo en sustratos en esta zona se ha venido realizando a solución perdida. De esta forma, el drenaje se elimina directamente al suelo y en él percola hacia horizontes profundos, lo que provoca la contaminación de los acuíferos, ya que de todos es conocido el elevado contenido en nitratos y otros iones de estas aguas. Esto a pequeña escala no llega de ser grave pero, conforme se incremente la superficie de cultivos sin suelo, el problema se irá acentuando hasta alcanzar niveles preocupantes. Por ello, esta forma de trabajar, con drenaje libre, aunque más sencilla, no parece la más adecuada a largo plazo. De hecho, se espera que en pocos años la Unión Europea legisle en contra de este sistema y lo prohiba, obligando así a la recirculación del drenaje como ocurre en Holanda.

Además de un menor impacto medioambiental, la recirculación tiene otro aspecto de interés, que es el ahorro de agua y fertilizantes que conlleva. Sin embargo esto no quiere decir que sea más rentable desde un punto de vista económico pues, lógicamente, la acumulación de ciertos iones en el drenaje puede afectar negativamente a la producción y, además, la instalación de un sistema de cultivo sin suelo recirculante resulta, en general, más cara, al tener que recoger el drenaje y desinfectarlo.

En definitiva, sea o no más rentable, hay que plantearse ya la necesidad de trabajar en recirculación, con el fin de conocer este sistema y adaptarlo para transferirlo posteriormente al agricultor en el momento en el que estemos obligados a utilizarlo.

2. SISTEMAS RECIRCULANTES DE CULTIVO SIN SUELO

Podemos distinguir dos tipos de sistemas de cultivo sin suelo que integran la recirculación como forma de trabajo.

El primero es el NFT que, dentro de estos sistemas recirculantes, es el más típico por ser el que en primer lugar se empezó a utilizar allá por los años 70. Consiste en mantener las raíces del cultivo inmersas en una corriente de solución nutritiva, continua o intermitente de muy alta frecuencia, sin que exista ningún sustrato de sostén.

En cuanto al segundo, se trata del cultivo en un sustrato cualquiera (perlita, lana de roca, arena, etc.) con recogida del drenaje, para su posterior mezcla con agua de aporte exterior e inyección de fertilizantes hasta alcanzar un nivel nutricional concreto. En este último sistema, a diferencia del primero, el riego no es continuo y ni siquiera intermitente a intervalos periódicos, sino puntual, en función de las necesidades del cultivo a lo largo del día, aportando una determinada dosis de agua cada vez para conseguir la rehidratación del sustrato y la renovación de la solución en él contenida.

Sobre la base de lo anteriormente expuesto, ambos sistemas, aunque mantienen la misma filosofía, presentan un manejo de la solución nutritiva diferente, como a continuación se pretende reflejar.

2.1. EL SISTEMA DE CULTIVO NFT (NUTRIENT FILM TECHNIQUE)

El NFT se basa en la circulación continua o intermitente de una fina lámina de solución nutritiva a través de las raíces del cultivo, sin que éstas por tanto se encuentren inmersas en sustrato alguno, sino que simplemente quedan sostenidas por un canal de cultivo, en cuyo interior fluye la solución hacia cotas más bajas por gravedad.

El agua se encuentra muy fácilmente disponible para el cultivo, lo que representa una de las mayores ventajas del sistema, al ser mínimo el gasto de energía que debe realizar la planta en la absorción, pudiendo aprovechar ésta en otros procesos metabólicos. La renovación continua de la solución nutritiva en el entorno de la raíz permite un suministro adecuado de nutrientes minerales y oxígeno, siempre, claro está, que se realice un correcto manejo del sistema.

2.1.1. Elementos constituyentes de una instalación de NFT

Como puede observarse en la figura 1, que representa un esquema sencillo de una instalación de NFT, en ella pueden distinguirse los siguientes elementos principales:

El tanque colector es el elemento encargado de almacenar el drenaje procedente de los canales de cultivo que escurre hasta aquél por gravedad, por lo que resulta conveniente que se encuentre en la parte más baja de la explotación. El material de fabricación puede ser polietileno, PVC o fibra de vidrio, aunque también puede ser de metal tratado interiormente con pintura epóxica.

En lo que se refiere a su volumen, éste vendrá determinado fundamentalmente por la superficie de cultivo. En muchas instalaciones la capacidad del tanque sólo representa entre el 10 y el 15 % del volumen total de solución que circula en el sistema, ya que el resto se encuentra contenido en las tuberías y canales. Sin embargo, cuando se realiza riego intermitente, el volumen disponible tiene que ser bastante mayor para acumular toda el agua en el momento de parada.

El tanque colector debe incorporar una boya que cierre la tubería de aporte de agua exterior al sistema, con el fin de mantener constante el nivel en el depósito y evitar su desbordamiento. De este modo, al producirse el consumo hídrico por parte del cultivo y bajar dicho nivel, a su vez descenderá la boya, permitiendo así que entre agua exterior a la instalación.

En cuanto a la inyección de fertilizantes, ésta se realiza directamente al tanque a partir de unos depósitos de soluciones madre en base a las lecturas tomadas por unas sondas que controlan la conductividad eléctrica y el pH de la solución que se aporta al cultivo. De esta forma, unas electroválvulas permiten la caída por gravedad de los fertilizantes al tanque, hasta que las lecturas se igualan con las consignas introducidas en el equipo electrónico encargado de controlar la apertura y cierre de dichas electroválvulas. También se pueden utilizar bombas inyectoras para incorporar las soluciones madre.

La bomba de impulsión se encarga de verter la solución nutritiva, del tanque colector, en el extremo superior de los canales de cultivo. Dado que normalmente la diferencia de cotas a superar es pequeña, el requerimiento de potencia resulta mínimo, aunque hay que tener en cuenta que funcionará permanentemente durante un largo periodo de tiempo, por lo que debe integrar componentes sólidos y de calidad.

Con el fin de hacer frente a posibles averías de la bomba o fallos en el suministro eléctrico, resulta conveniente instalar en paralelo un equipo de bombeo accionado por un motor diesel, que entre en funcionamiento en caso de ser necesario.

Las tuberías de distribución son las encargadas de conducir la solución nutritiva desde el tanque hasta la parte superior de los canales de cultivo. Serán de PVC y/o polietileno y su diámetro estará en función del caudal que deba circular por ellas, teniendo en cuenta que debe existir un caudal por cada canal de 2-3 litros por minuto para así establecer una oferta adecuada de oxígeno, agua y nutrientes.

Los canales de cultivo constituyen el medio de sostén de las plantas y además la base sobre la que fluye la solución nutritiva. Dado que es necesario que la altura de la lámina de agua en el interior del canal no supere los 4 ó 5 mm con el fin de conseguir una adecuada oxigenación de las raíces, resulta muy conveniente utilizar canales de sección plana y no cóncava.

En lo que se refiere a su longitud, ésta no debe superar los 15 m para asegurar unas condiciones adecuadas y homogéneas en todo el canal y evitar la falta de oxígeno disuelto en la parte final del mismo. Por último, la pendiente longitudinal debe estar entre el 1 y el 2 % ya que, si resulta inferior, queda dificultado el retorno de la solución al tanque colector y la altura de la lámina de agua puede ser excesiva. Por otro lado, no es conveniente que sea mayor del 2 %, ya que entonces se dificultaría la absorción de agua y nutrientes, especialmente cuando las plantas son pequeñas, por una excesiva velocidad de circulación de la solución en el canal.

La tubería colectora es la que se encarga de recoger la solución nutritiva al final de los canales de cultivo y llevarla hasta el tanque colector por gravedad. Suele ser de PVC y debe tener una pendiente suficiente para asegurar la evacuación.