De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
"Hidropónico" vuelve a dirigir aquí. Para el álbum 311, vea Hydroponic (EP) .
Investigador de la NASA revisando cebollas hidropónicas (centro), lechugas Bibb (izquierda) y rábanos (derecha)

La hidroponía [1] es un tipo de horticultura y un subconjunto de hidrocultivo que implica el cultivo de plantas (generalmente cultivos ) sin suelo , mediante el uso de soluciones de nutrientes minerales en un disolvente acuoso . [2] Las plantas terrestres pueden crecer con solo sus raíces expuestas al líquido nutritivo o, además, las raíces pueden estar físicamente sostenidas por un medio inerte como perlita , grava u otros sustratos . [3] A pesar de los medios inertes, las raíces pueden causar cambios en el pH de la rizosfera [4] y los exudados de las raíces pueden afectar la biología de la rizosfera . [5]

Los nutrientes utilizados en los sistemas hidropónicos pueden provenir de muchas fuentes diferentes, que incluyen (pero no se limitan a) excrementos de pescado , estiércol de pato , fertilizantes químicos comprados o soluciones de nutrientes artificiales . [6]

Las plantas que se cultivan comúnmente de forma hidropónica, en medios inertes , incluyen tomates , pimientos , pepinos , fresas , lechugas , cannabis y plantas modelo como Arabidopsis thaliana . [7]

La hidroponía ofrece muchas ventajas, en particular una disminución en el uso de agua en la agricultura. Para cultivar 1 kilogramo (2,2 lb) de tomates utilizando métodos de cultivo intensivo se requieren 400 litros (88 imp gal; 110 US gal) de agua; [ cita requerida ] usando hidroponía, 70 litros (15 gal imp; 18 gal EE. UU.); y sólo 20 litros (4,4 gal imp; 5,3 gal EE. UU.) usando aeroponía . [8] Dado que la hidroponía requiere mucha menos agua para cultivar productos, podría ser posible en el futuro que las personas en entornos hostiles con poca agua accesible cultiven sus propios alimentos. [9]

Historia [ editar ]

Más información: Hidrocultura histórica

El primer trabajo publicado sobre el cultivo de plantas terrestres sin suelo fue el libro de 1627 Sylva Sylvarum o 'A Natural History' de Francis Bacon , impreso un año después de su muerte. Después de eso, la cultura del agua se convirtió en una técnica de investigación popular. En 1699 John Woodward publicó sus experimentos de cultivo de agua con menta verde . Descubrió que las plantas en fuentes de agua menos pura crecían mejor que las plantas en agua destilada. En 1842, se había compilado una lista de nueve elementos que se creían esenciales para el crecimiento de las plantas, y los descubrimientos de los botánicos alemanes Julius von Sachs y Wilhelm Knop , en los años 1859-1875, dieron como resultado el desarrollo de la técnica del cultivo sin suelo. [10]El crecimiento de plantas terrestres sin suelo en soluciones de nutrientes minerales se denominó cultivo en solución. [11] Rápidamente se convirtió en una técnica estándar de investigación y enseñanza y todavía se usa ampliamente. El cultivo en solución ahora se considera un tipo de hidroponía donde hay un medio inerte.

Alrededor de la década de 1930, los científicos de plantas investigaron enfermedades de ciertas plantas y, por lo tanto, observaron síntomas relacionados con las condiciones existentes del suelo. En este contexto, se llevaron a cabo experimentos de cultivo de agua con la esperanza de producir síntomas similares en condiciones controladas. [12] Este enfoque impuesto por Dennis Robert Hoagland llevó a que los sistemas modelo desempeñaran un papel cada vez más importante en la investigación de plantas. [13] En 1929, William Frederick Gericke de la Universidad de California en Berkeley comenzó a promover públicamente que la cultura de la solución se utilizara para la producción de cultivos agrícolas. [14] [15] Primero lo denominó acuicultura, pero luego descubrió que la acuiculturaya se aplicó al cultivo de organismos acuáticos. Gericke causó sensación al cultivar enredaderas de tomate a veinticinco pies (7,6 metros) de altura en su patio trasero en soluciones de nutrientes minerales en lugar de tierra. [16] Introdujo el término hidroponía , cultivo del agua, en 1937, propuesto por WA Setchell , un psicólogo con una amplia educación en los clásicos. [17] La hidroponía se deriva del neologismo υδρωπονικά (derivado del griego ύδωρ = agua y πονέω = cultivar), construido en analogía con γεωπονικά (derivado del griego γαία = tierra y πονέω = cultivar), [18] geoponica , la que se refiere a la agricultura reemplazando, γεω-, tierra, con ὑδρο-, agua.[10]

Desafortunadamente, Gericke subestimó que aún no había llegado el momento para la aplicación técnica general y el uso comercial de la hidroponía para la producción de cultivos. Los informes sobre el trabajo de Gericke y sus afirmaciones de que la hidroponía revolucionaría la agricultura vegetal provocaron una gran cantidad de solicitudes de información adicional. A Gericke se le había negado el uso de los invernaderos de la universidad para sus experimentos debido al escepticismo de la administración, y cuando la universidad trató de obligarlo a publicar sus recetas preliminares de nutrientes desarrolladas en casa, solicitó espacio y tiempo para el invernadero para mejorarlas utilizando las instalaciones de investigación adecuadas. Si bien finalmente se le proporcionó un espacio de invernadero, la universidad asignó a Hoagland y Arnonpara reevaluar las afirmaciones de Gericke y demostrar que su fórmula no tenía ningún beneficio sobre el rendimiento de las plantas cultivadas en el suelo, una opinión sostenida por Hoagland. En 1940, Gericke publicó el libro Guía completa de jardinería sin suelo, después de dejar su puesto académico en 1937 en un clima políticamente desfavorable. Allí, por primera vez, publicó su fórmula básica que involucra las sales de macro y micronutrientes para plantas cultivadas hidropónicamente. [19]

Como resultado de la investigación de las afirmaciones de Gericke por orden de la Universidad de California, Dennis Robert Hoagland y Daniel Israel Arnon escribieron un boletín agrícola clásico de 1938, El método de cultivo del agua para cultivar plantas sin suelo, que afirmaba que los rendimientos de los cultivos hidropónicos no eran mejor que los rendimientos de los cultivos obtenidos con suelos de buena calidad. [20] En última instancia, los rendimientos de los cultivos se verían limitados por factores distintos de los nutrientes minerales, especialmente la luz. [21] Sin embargo, este estudio no apreció adecuadamente que la hidroponía tiene otros beneficios clave, incluido el hecho de que las raíces de la planta tienen acceso constante al oxígeno y que las plantas tienen acceso a tanta o poca agua como necesitan. [22]Esto es importante como uno de los errores más comunes cuando el cultivo de plantas es riego excesivo o insuficiente; y la hidroponía evita que esto ocurra, ya que grandes cantidades de agua, que pueden ahogar los sistemas de raíces en el suelo, pueden ponerse a disposición de la planta en hidroponía, y el agua que no se usa se drena, recircula o airea activamente, eliminando así la anoxia. condiciones en el área de la raíz. En suelo, un cultivador debe tener mucha experiencia para saber exactamente con cuánta agua debe alimentar la planta. Demasiado y la planta no podrá acceder al oxígeno porque el aire en los poros del suelo se desplaza; muy poco y la planta perderá la capacidad de absorber los nutrientes, que normalmente se trasladan a las raíces mientras se disuelven. Hoagland 'Los puntos de vista y el apoyo útil de la Universidad llevaron a estos dos investigadores a desarrollar varias fórmulas nuevas para soluciones de nutrientes minerales, universalmente conocidas comoSolución Hoagland . Se seguirán utilizando soluciones Hoagland modificadas, así como las técnicas hidropónicas propuestas por Gericke. [23]

Uno de los primeros éxitos de la hidroponía ocurrió en la isla Wake , un atolón rocoso en el Océano Pacífico utilizado como parada de reabastecimiento de combustible para Pan American Airlines . La hidroponía se utilizó allí en la década de 1930 para cultivar verduras para los pasajeros. La hidroponía era una necesidad en la isla Wake porque no había suelo y era prohibitivamente caro transportar por aire verduras frescas. [24]

De 1943 a 1946, Daniel I. Arnon se desempeñó como comandante en el ejército de los Estados Unidos y utilizó su experiencia previa en nutrición vegetal para alimentar a las tropas estacionadas en la árida isla de Ponape en el Pacífico occidental mediante el cultivo de cultivos en grava y agua rica en nutrientes porque allí no había tierra cultivable disponible. [25]

En la década de 1960, Allen Cooper de Inglaterra desarrolló la técnica de película de nutrientes . [26] El Land Pavilion en el Centro EPCOT de Walt Disney World se inauguró en 1982 y presenta de manera prominente una variedad de técnicas hidropónicas.

En las últimas décadas, la NASA ha realizado una extensa investigación hidropónica para su Sistema de soporte vital ecológico controlado (CELSS). La investigación en hidroponía que imita un entorno marciano utiliza iluminación LED para crecer en un espectro de color diferente con mucho menos calor. Ray Wheeler, fisiólogo de plantas del Laboratorio de Ciencias de la Vida Espacial del Centro Espacial Kennedy, cree que la hidroponía creará avances dentro de los viajes espaciales, como un sistema de soporte vital biorregenerativo . [27]

En 2007, Eurofresh Farms en Willcox, Arizona, vendió más de 200 millones de libras de tomates cultivados hidropónicamente . [28] Eurofresh tiene 318 acres (1,3 km 2 ) bajo vidrio y representa aproximadamente un tercio del área comercial de invernadero hidropónico en los EE . UU. [29] Los tomates Eurofresh no contenían pesticidas, se cultivaron en lana de roca con riego superior. Eurofresh se declaró en quiebra y los invernaderos fueron adquiridos por NatureSweet Ltd. en 2013. [30]

A partir de 2017, Canadá tenía cientos de acres de invernaderos hidropónicos comerciales a gran escala, que producían tomates, pimientos y pepinos. [31]

Debido a los avances tecnológicos dentro de la industria y numerosos factores económicos , se pronostica que el mercado hidropónico mundial crecerá de 226,45 millones de dólares EE.UU. en 2016 a 724,87 millones de dólares EE.UU. en 2023. [32]

Técnicas [ editar ]

Hay dos variaciones principales para cada medio: sub-riego y riego superior [ especificar ] . Para todas las técnicas, la mayoría de los reservorios hidropónicos ahora están construidos con plástico, pero se han utilizado otros materiales como hormigón, vidrio, metal, sólidos vegetales y madera. Los contenedores deben excluir la luz para evitar el crecimiento de algas y hongos en la solución nutritiva.

Cultura de solución estática [ editar ]

El tanque de balsa de aguas profundas en el invernadero de acuaponía del sur del Centro de Diversificación de Cultivos (CDC) en Brooks, Alberta

En el cultivo en solución estática, las plantas se cultivan en contenedores de solución nutritiva, como frascos Mason de vidrio (generalmente, aplicaciones en el hogar), macetas, baldes, tinas o tanques. Por lo general, la solución se airea suavemente, pero es posible que no se airee. Si no se airea, el nivel de la solución se mantiene lo suficientemente bajo como para que haya suficientes raíces por encima de la solución para que reciban el oxígeno adecuado. Se corta (o perfora) un agujero en la parte superior del depósito para cada planta; si es un frasco o tina, puede ser su tapa, pero de lo contrario, se puede colocar cartón, papel de aluminio, papel, madera o metal encima. Un solo depósito se puede dedicar a una sola planta o a varias plantas. El tamaño del reservorio se puede aumentar a medida que aumenta el tamaño de la planta. Se puede construir un sistema casero a partir de recipientes para alimentos o frascos de vidrio para conservas con aireación.proporcionado por una bomba de acuario, tubería de aire de acuario y válvulas de acuario. Los recipientes transparentes se cubren con papel de aluminio, papel de estraza, plástico negro u otro material para excluir la luz, lo que ayuda a eliminar la formación de algas. La solución nutritiva se cambia en un horario, como una vez por semana, o cuando la concentración cae por debajo de un cierto nivel determinado con un medidor de conductividad eléctrica . Siempre que la solución se agote por debajo de un cierto nivel, se agrega agua o una solución nutritiva fresca. Una botella de Mariotte, o una válvula de flotador, se puede utilizar para mantener automáticamente el nivel de la solución. En el cultivo en solución de balsa, las plantas se colocan en una hoja de plástico flotante que flota sobre la superficie de la solución nutritiva. De esa manera, el nivel de la solución nunca cae por debajo de las raíces.

Cultura de soluciones de flujo continuo [ editar ]

La técnica de la película de nutrientes (NFT) que se utiliza para cultivar varias hojas de ensalada

En el cultivo de solución de flujo continuo, la solución de nutrientes fluye constantemente más allá de las raíces. Es mucho más fácil de automatizar que el cultivo en solución estática porque el muestreo y los ajustes a la temperatura, el pH y las concentraciones de nutrientes se pueden realizar en un tanque de almacenamiento grande que tiene potencial para servir a miles de plantas. Una variación popular es la técnica de la película de nutrientes.o NFT, mediante el cual una corriente de agua muy poco profunda que contiene todos los nutrientes disueltos necesarios para el crecimiento de las plantas se recircula más allá de las raíces desnudas de las plantas en una estera de raíces gruesa e impermeable, que se desarrolla en el fondo del canal y tiene una superficie superior que, aunque húmedo, está en el aire. Posteriormente, se proporciona un abundante suministro de oxígeno a las raíces de las plantas. Un sistema NFT correctamente diseñado se basa en utilizar la pendiente correcta del canal, el caudal correcto y la longitud correcta del canal. La principal ventaja del sistema NFT sobre otras formas de hidroponía es que las raíces de las plantas están expuestas a un suministro adecuado de agua, oxígeno y nutrientes. En todas las demás formas de producción, existe un conflicto entre el suministro de estos requisitos,ya que cantidades excesivas o deficientes de uno dan como resultado un desequilibrio de uno o de ambos. NFT, debido a su diseño, proporciona un sistema en el que los tres requisitos para el crecimiento saludable de las plantas se pueden cumplir al mismo tiempo, siempre que se recuerde y se practique siempre el concepto simple de NFT. El resultado de estas ventajas es que se obtienen mayores rendimientos de productos de alta calidad durante un período prolongado de cultivo. Una desventaja de NFT es que tiene muy poco búfer contra interrupciones en el flujo (por ejemplo, cortes de energía). Pero, en general, probablemente sea una de las técnicas más productivas.El resultado de estas ventajas es que se obtienen mayores rendimientos de productos de alta calidad durante un período prolongado de cultivo. Una desventaja de NFT es que tiene muy poco búfer contra interrupciones en el flujo (por ejemplo, cortes de energía). Pero, en general, probablemente sea una de las técnicas más productivas.El resultado de estas ventajas es que se obtienen mayores rendimientos de productos de alta calidad durante un período prolongado de cultivo. Una desventaja de NFT es que tiene muy poco búfer contra interrupciones en el flujo (por ejemplo, cortes de energía). Pero, en general, probablemente sea una de las técnicas más productivas.[ cita requerida ]

Las mismas características de diseño se aplican a todos los sistemas NFT convencionales. Si bien se han recomendado pendientes a lo largo de los canales de 1: 100, en la práctica es difícil construir una base para los canales que sea lo suficientemente fiel como para permitir que las películas de nutrientes fluyan sin encharcamientos en áreas localmente deprimidas. En consecuencia, se recomienda utilizar pendientes de 1:30 a 1:40. [33] Esto permite irregularidades menores en la superficie, pero, incluso con estas pistas, ponding y la acumulación de agua puede ocurrir. La pendiente puede ser proporcionada por el piso, bancos o estantes pueden sostener los canales y proporcionar la pendiente requerida. Ambos métodos se utilizan y dependen de los requisitos locales, a menudo determinados por el sitio y los requisitos del cultivo.

Como guía general, los caudales para cada barranco deben ser de un litro por minuto. [34] En el momento de la siembra, las dosis pueden ser la mitad y el límite superior de 2 L / min parece aproximarse al máximo. Las tasas de flujo más allá de estos extremos a menudo se asocian con problemas nutricionales. Se han observado tasas de crecimiento deprimidas de muchos cultivos cuando los canales superan los 12 metros de longitud. En cultivos de crecimiento rápido, las pruebas han indicado que, si bien los niveles de oxígeno siguen siendo adecuados, el nitrógeno puede agotarse a lo largo del barranco. Como consecuencia, la longitud del canal no debe exceder los 10-15 metros. En situaciones en las que esto no sea posible, las reducciones en el crecimiento se pueden eliminar colocando otro alimento nutritivo a la mitad del barranco y reduciendo a la mitad las tasas de flujo a través de cada salida. [ cita requerida ]

Aeroponía [ editar ]

Artículo principal: Aeroponía

La aeroponía es un sistema en el que las raíces se mantienen de forma continua o discontinua en un ambiente saturado con finas gotas (una neblina o aerosol ) de solución nutritiva. El método no requiere sustrato y implica el cultivo de plantas con sus raíces suspendidas en un aire profundo o una cámara de crecimiento con las raíces periódicamente humedecidas con una fina niebla de nutrientes atomizados . La excelente aireación es la principal ventaja de la aeroponía.

Un diagrama de la técnica aeropónica.

Las técnicas aeropónicas han demostrado ser comercialmente exitosas para la propagación, germinación de semillas, producción de semillas de papa, producción de tomates, cultivos de hojas y microverduras. [35] Desde que el inventor Richard Stoner comercializó la tecnología aeropónica en 1983, la aeroponía se ha implementado como una alternativa a los sistemas hidropónicos intensivos en agua en todo el mundo. [36] La limitación de la hidroponía es el hecho de que 1 kilogramo (2,2 lb) de agua solo puede contener 8 miligramos (0,12 gr) de aire, sin importar si se utilizan aireadores o no.

Otra ventaja distintiva de la aeroponía sobre la hidroponía es que cualquier especie de planta puede cultivarse en un verdadero sistema aeropónico porque el microambiente de una aeroponía puede controlarse con precisión. La limitación de la hidroponía es que ciertas especies de plantas solo pueden sobrevivir durante un tiempo en el agua antes de que se aneguen . La ventaja de la aeroponía es que las plantas aeropónicas suspendidas reciben el 100% del oxígeno y el dióxido de carbono disponibles en la zona de las raíces, los tallos y las hojas [37].acelerando así el crecimiento de la biomasa y reduciendo los tiempos de enraizamiento. La investigación de la NASA ha demostrado que las plantas cultivadas aeropónicamente tienen un aumento del 80% en peso seco de biomasa (minerales esenciales) en comparación con las plantas cultivadas hidropónicamente. La aeroponía utiliza un 65% menos de agua que la hidroponía. La NASA también concluyó que las plantas cultivadas en aeroponía requieren ¼ del aporte de nutrientes en comparación con la hidroponía. [38] [39] A diferencia de las plantas cultivadas hidropónicamente, las plantas cultivadas aeropónicamente no sufrirán el impacto del trasplante cuando se trasplanten al suelo, y ofrece a los productores la capacidad de reducir la propagación de enfermedades y patógenos. La aeroponía también se usa ampliamente en estudios de laboratorio de fisiología y patología vegetal. Las técnicas aeropónicas han recibido especial atención por parte de la NASA.ya que una neblina es más fácil de manejar que un líquido en un entorno de gravedad cero. [38]

Fogponics [ editar ]

Artículo principal: Fogponics

La nieblaponía es una derivación de la aeroponía en la que la solución nutritiva se aerosoliza mediante un diafragma que vibra a frecuencias ultrasónicas . Las gotas de solución producidas por este método tienden a tener un diámetro de 5 a 10 µm, más pequeñas que las producidas al forzar una solución nutritiva a través de boquillas presurizadas, como en la aeroponía. El tamaño más pequeño de las gotas les permite difundirse por el aire más fácilmente y entregar nutrientes a las raíces sin limitar su acceso al oxígeno. [40] [41]

Subirrigación pasiva [ editar ]

Artículo principal: hidroponía pasiva
Planta acuática -azafrán cultivada

La subirrigación pasiva, también conocida como hidroponía pasiva, semihidropónica o hidrocultivo , [42] es un método en el que las plantas se cultivan en un medio poroso inerte que transporta agua y fertilizante a las raíces por acción capilar desde un depósito separado según sea necesario. , reduciendo la mano de obra y proporcionando un suministro constante de agua a las raíces. En el método más simple, la maceta se coloca en una solución poco profunda de fertilizante y agua o en una estera capilar saturada con una solución nutritiva. Los diversos medios hidropónicos disponibles, como arcilla expandida y cáscara de coco., contienen más espacio de aire que las mezclas para macetas más tradicionales, entregando mayor oxígeno a las raíces, lo cual es importante en plantas epífitas como orquídeas y bromelias , cuyas raíces están expuestas al aire en la naturaleza. Las ventajas adicionales de la hidroponía pasiva son la reducción de la pudrición de la raíz y la humedad ambiental adicional proporcionada por las evaporaciones.

La hidrocultura en comparación con la agricultura tradicional en términos de rendimiento de cultivos por área en un ambiente controlado fue aproximadamente 10 veces más eficiente que la agricultura tradicional, usa 13 veces menos agua en un ciclo de cultivo que la agricultura tradicional, pero en promedio usa 100 veces más kilojulios por kilogramo de energía que la agricultura tradicional. [43]

Subirrigación de reflujo y flujo (inundación y drenaje) [ editar ]

Un sistema hidropónico de flujo y reflujo , o inundación y drenaje
Artículo principal: reflujo y flujo

En su forma más simple, hay una bandeja encima de un depósito de solución nutritiva. O la bandeja se llena con medio de cultivo (los gránulos de arcilla son los más comunes) y luego se planta directamente o se coloca la maceta sobre el medio, se coloca en la bandeja. A intervalos regulares, un simple temporizador hace que una bomba llene la bandeja superior con solución nutritiva, después de lo cual la solución se drena nuevamente hacia el depósito. Esto mantiene el medio regularmente enjuagado con nutrientes y aire. Una vez que la bandeja superior se llena más allá de la parada de drenaje, comienza a recircular el agua hasta que el temporizador apaga la bomba y el agua de la bandeja superior se drena de nuevo a los depósitos. [44]

Run-to-waste [ editar ]

En un sistema de desechos, la solución de agua y nutrientes se aplica periódicamente a la superficie del medio. El método se inventó en Bengala en 1946; por esta razón, a veces se le llama "El sistema de Bengala". [45]

Un sistema hidropónico de desperdicio , conocido como "El sistema de Bengala " por la región en el este de la India donde se inventó (alrededor de 1946)

Este método se puede configurar en varias configuraciones. En su forma más simple, una solución de agua y nutrientes se aplica manualmente una o más veces al día a un recipiente de medio de cultivo inerte, como lana de roca, perlita, vermiculita, fibra de coco o arena. En un sistema un poco más complejo, se automatiza con una bomba de suministro, un temporizador y un tubo de riego para suministrar una solución de nutrientes con una frecuencia de suministro que se rige por los parámetros clave de tamaño de la planta, etapa de crecimiento de la planta, clima, sustrato y conductividad del sustrato. , pH y contenido de agua.

En un entorno comercial, la frecuencia de riego es multifactorial y se rige por computadoras o PLC .

La producción hidropónica comercial de plantas grandes como tomates, pepinos y pimientos utiliza una forma u otra de hidroponía de desperdicio.

En usos ambientalmente responsables, los desechos ricos en nutrientes se recolectan y procesan a través de un sistema de filtración en el sitio que se usará muchas veces, lo que hace que el sistema sea muy productivo. [46]

Algunos bonsáis también se cultivan en sustratos sin suelo (que normalmente consisten en akadama , arena, tierra de diatomeas y otros componentes inorgánicos) y su agua y nutrientes se proporcionan en forma de desperdicio.

Cultura de aguas profundas [ editar ]

La técnica de cultivo en aguas profundas que se utiliza para cultivar pimientos de cera húngaros
Artículo principal: cultivo de aguas profundas

El método hidropónico de producción de plantas mediante la suspensión de las raíces de las plantas en una solución de agua oxigenada rica en nutrientes. Los métodos tradicionales favorecen el uso de baldes de plástico y recipientes grandes con la planta contenida en una maceta de red suspendida del centro de la tapa y las raíces suspendidas en la solución nutritiva. La solución es oxígeno saturado por una bomba de aire combinada con piedras porosas . Con este método, las plantas crecen mucho más rápido debido a la gran cantidad de oxígeno que reciben las raíces. [47] El método Kratky es similar al cultivo en aguas profundas, pero utiliza un depósito de agua que no circula.

Cultivo de aguas profundas de alto nivel [ editar ]

El cultivo en aguas profundas de alimentación superior es una técnica que implica la entrega de una solución de nutrientes altamente oxigenada directamente a la zona de las raíces de las plantas. Mientras que el cultivo en aguas profundas implica que las raíces de las plantas cuelgan hacia un depósito de solución nutritiva, en el cultivo en aguas profundas con alimentación superior, la solución se bombea desde el depósito hasta las raíces (alimentación superior). El agua se libera sobre las raíces de la planta y luego regresa al depósito de abajo en un sistema de recirculación constante. Al igual que con el cultivo en aguas profundas, hay una piedra de aire en el depósito que bombea aire al agua a través de una manguera desde el exterior del depósito. La piedra de aire ayuda a agregar oxígeno al agua. Tanto la piedra de aire como la bomba de agua funcionan las 24 horas del día.

La mayor ventaja del cultivo en aguas profundas de alimentación superior sobre el cultivo en aguas profundas estándar es un mayor crecimiento durante las primeras semanas. [ cita requerida ] Con el cultivo de aguas profundas, hay un momento en que las raíces aún no han llegado al agua. Con el cultivo de aguas profundas de alimentación superior, las raíces tienen fácil acceso al agua desde el principio y crecerán hasta el depósito de abajo mucho más rápido que con un sistema de cultivo de aguas profundas. Una vez que las raíces han llegado al reservorio de abajo, no hay una gran ventaja con el cultivo en aguas profundas de alimentación superior sobre el cultivo en aguas profundas estándar. Sin embargo, debido al crecimiento más rápido al principio, el tiempo de crecimiento se puede reducir en unas pocas semanas. [ cita requerida ]

Rotary [ editar ]

Una demostración de cultivo hidropónico rotativo en la Exposición del Pabellón de Bélgica en 2015

Un jardín hidropónico rotatorio es un estilo de hidroponía comercial creado dentro de un marco circular que gira continuamente durante todo el ciclo de crecimiento de cualquier planta que se esté cultivando.

Si bien las especificaciones del sistema varían, los sistemas generalmente giran una vez por hora, lo que le da a la planta 24 vueltas completas dentro del círculo cada período de 24 horas. Dentro del centro de cada jardín hidropónico giratorio puede haber una luz de crecimiento de alta intensidad, diseñada para simular la luz solar, a menudo con la ayuda de un temporizador mecanizado.

Cada día, a medida que las plantas rotan, se riegan periódicamente con una solución de crecimiento hidropónico para proporcionar todos los nutrientes necesarios para un crecimiento robusto. Debido a la lucha continua de las plantas contra la gravedad, las plantas suelen madurar mucho más rápido que cuando se cultivan en el suelo u otros sistemas tradicionales de cultivo hidropónico. [ cita requerida ] Debido a que los sistemas hidropónicos rotatorios tienen un tamaño pequeño, permite que se cultive más material vegetal por área de espacio de piso que otros sistemas hidropónicos tradicionales. [48]

Sustratos (materiales de soporte de crecimiento) [ editar ]

Una de las decisiones más obvias que deben tomar los agricultores hidropónicos es qué medio deben usar. Diferentes medios son apropiados para diferentes técnicas de cultivo.

Agregado de arcilla expandido [ editar ]

Artículo principal: Agregado de arcilla expandida
Agregado de arcilla expandido

Los gránulos de arcilla cocida son adecuados para sistemas hidropónicos en los que todos los nutrientes se controlan cuidadosamente en una solución de agua. Los gránulos de arcilla son inertes, de pH neutro y no contienen ningún valor nutritivo.

La arcilla se forma en gránulos redondos y se cuece en hornos rotatorios a 1200 ° C (2190 ° F). Esto hace que la arcilla se expanda, como palomitas de maíz, y se vuelva porosa. Es liviano y no se compacta con el tiempo. La forma de un pellet individual puede ser irregular o uniforme según la marca y el proceso de fabricación. Los fabricantes consideran que la arcilla expandida es un medio de cultivo ecológicamente sostenible y reutilizable debido a su capacidad para limpiarse y esterilizarse, generalmente mediante el lavado en soluciones de vinagre blanco, blanqueador de cloro o peróxido de hidrógeno ( H
2O
2) y enjuagar completamente.

Otro punto de vista es que es mejor no reutilizar los guijarros de arcilla incluso cuando se limpian, debido al crecimiento de raíces que pueden ingresar al medio. Romper un guijarro de arcilla después de que se haya demostrado que un cultivo revela este crecimiento.

Piedras de crecimiento [ editar ]

Las piedras de crecimiento , hechas de desechos de vidrio, tienen más espacio de retención de aire y agua que la perlita y la turba. Este agregado contiene más agua que las cáscaras de arroz sancochado. [49] Growstones por volumen constan de 0,5 a 5% de carbonato de calcio [50] - para una bolsa estándar de 5,1 kg de Growstones que corresponde a 25,8 a 258 gramos de carbonato de calcio . El resto es vidrio de cal sodada. [50]

Fibra de coco [ editar ]

Independientemente de la demanda hidropónica, la fibra de coco es un subproducto natural derivado de los procesos del coco. La cáscara exterior de un coco consiste en fibras que se utilizan comúnmente para hacer una gran variedad de artículos que van desde tapetes hasta cepillos. Después de que las fibras largas se utilizan para esas aplicaciones, el polvo y las fibras cortas se fusionan para crear bonote. Los cocos absorben altos niveles de nutrientes a lo largo de su ciclo de vida, por lo que el bonote debe someterse a un proceso de maduración antes de convertirse en un medio de crecimiento viable. [51] Este proceso elimina la sal, los taninos y los compuestos fenólicos mediante un lavado sustancial con agua. El agua contaminada es un subproducto de este proceso, ya que se necesitan de trescientos a seiscientos litros de agua por un metro cúbico de bonote. [52]Además, esta maduración puede tardar hasta seis meses y un estudio concluyó que las condiciones de trabajo durante el proceso de maduración son peligrosas y serían ilegales en América del Norte y Europa. [53] A pesar de que requiere atención, presenta riesgos para la salud e impactos ambientales, la fibra de coco tiene propiedades materiales impresionantes. Cuando se expone al agua, el material marrón, seco, grueso y fibroso se expande casi tres o cuatro veces su tamaño original. Esta característica combinada con la capacidad de retención de agua de la fibra de coco y la resistencia a plagas y enfermedades lo convierten en un medio de crecimiento eficaz. Utilizada como alternativa a la lana de roca, la fibra de coco, también conocida como turba de bonote, ofrece condiciones de crecimiento optimizadas. [54]

Cáscaras de arroz [ editar ]

Cáscaras de arroz

Las cáscaras de arroz sancochado (PBH) son un subproducto agrícola que de otro modo tendría poco uso. Se descomponen con el tiempo y permiten el drenaje, [55] e incluso retienen menos agua que las piedras de crecimiento. [49] Un estudio mostró que las cáscaras de arroz no afectaron los efectos de los reguladores del crecimiento de las plantas . [55] [se necesita fuente no primaria ]

Perlita [ editar ]

Perlita

La perlita es una roca volcánica que se ha sobrecalentado en guijarros de vidrio expandido muy livianos. Se utiliza suelto o en fundas de plástico sumergidas en el agua. También se usa en mezclas de tierra para macetas para disminuir la densidad del suelo. La perlita tiene propiedades y usos similares a la vermiculita pero, en general, retiene más aire y menos agua y es flotante.

Vermiculita [ editar ]

Vermiculita

Al igual que la perlita, la vermiculita es un mineral que se ha sobrecalentado hasta que se ha expandido a guijarros ligeros. La vermiculita retiene más agua que la perlita y tiene una propiedad de "absorción" natural que puede extraer agua y nutrientes en un sistema hidropónico pasivo. Si demasiada agua y poco aire rodean las raíces de las plantas, es posible reducir gradualmente la capacidad de retención de agua del medio mezclando cantidades crecientes de perlita.

Piedra pómez [ editar ]

Piedra pómez

Al igual que la perlita, la piedra pómez es una roca volcánica extraída de peso ligero que encuentra aplicación en hidroponía.

Arena [ editar ]

La arena es barata y de fácil acceso. Sin embargo, es pesado, no retiene muy bien el agua y debe esterilizarse entre usos. [56] Debido a que la arena está fácilmente disponible y la demanda es alta, la escasez de arena está en nuestro horizonte a medida que se nos acaba. [57]

Grava [ editar ]

Del mismo tipo que se usa en acuarios, aunque se puede usar cualquier grava pequeña, siempre que se lave primero. De hecho, las plantas que crecen en un lecho filtrante de grava tradicional típico, con agua circulada mediante bombas eléctricas con cabezal de potencia, se cultivan de hecho utilizando hidropónicos de grava. La grava es económica, fácil de mantener limpia, drena bien y no se encharca. Sin embargo, también es pesado y, si el sistema no proporciona agua continua, las raíces de las plantas pueden secarse.

Fibra de madera [ editar ]

Excelsior o lana de madera

La fibra de madera , producida a partir de la fricción con vapor de la madera, es un sustrato orgánico muy eficaz para la hidroponía. Tiene la ventaja de que mantiene su estructura durante mucho tiempo. La lana de madera (es decir, astillas de madera) se ha utilizado desde los primeros días de la investigación hidropónica. [19] Sin embargo, investigaciones más recientes sugieren que la fibra de madera puede tener efectos perjudiciales sobre los "reguladores del crecimiento de las plantas". [55] [se necesita fuente no primaria ]

Lana de oveja [ editar ]

La lana de esquila de ovejas es un medio de cultivo renovable poco utilizado pero prometedor. En un estudio que comparó la lana con losas de turba, losas de fibra de coco, losas de perlita y lana de roca para cultivar plantas de pepino, la lana de oveja tenía una mayor capacidad de aire del 70%, que disminuyó con el uso a un 43% comparable, y la capacidad de agua aumentó de 23 % a 44% con el uso. [58] El uso de lana de oveja resultó en el mayor rendimiento de los sustratos probados, mientras que la aplicación de un bioestimulador que consta de ácido húmico, ácido láctico y Bacillus subtilis mejoró los rendimientos en todos los sustratos. [58]

Lana de roca [ editar ]

Lana mineral de roca

La lana de roca (lana mineral ) es el medio más utilizado en hidroponía. La lana de roca es un sustrato inerte adecuado tanto para sistemas de desagüe como para sistemas de recirculación. La lana de roca está hecha de roca fundida, basalto o "escoria" que se hila en haces de fibras de un solo filamento y se adhiere a un medio capaz de acción capilar y, de hecho, está protegido de la degradación microbiológica más común. La lana de roca se usa típicamente solo para la etapa de plántula, o con clones recién cortados, pero puede permanecer con la base de la planta durante toda su vida. La lana de roca tiene muchas ventajas y algunas desventajas. Esta última es la posible irritación cutánea (mecánica) durante la manipulación (1: 1000). [ cita requerida ]El enjuague con agua fría generalmente brinda alivio. Las ventajas incluyen su eficacia y eficacia probadas como sustrato hidropónico comercial. La mayor parte de la lana de roca vendida hasta la fecha es un material no peligroso ni carcinógeno, que se incluye en la Nota Q del Reglamento de etiquetado y empaquetado de clasificación de la Unión Europea (CLP). [ cita requerida ]

Los productos de lana mineral pueden diseñarse para contener grandes cantidades de agua y aire que ayudan al crecimiento de las raíces y la absorción de nutrientes en la hidroponía; su naturaleza fibrosa también proporciona una buena estructura mecánica para mantener estable la planta. El pH naturalmente alto de la lana mineral la hace inicialmente inadecuada para el crecimiento de las plantas y requiere "acondicionamiento" para producir una lana con un pH estable y apropiado. [59]

Fragmentos de ladrillo [ editar ]

Los fragmentos de ladrillo tienen propiedades similares a la grava. Tienen las desventajas adicionales de posiblemente alterar el pH y requerir una limpieza adicional antes de volver a usarse. [60]

Cacahuetes de embalaje de poliestireno [ editar ]

Cacahuetes de espuma de poliestireno

Los cacahuetes para empaque de poliestireno son económicos, fáciles de conseguir y tienen un drenaje excelente. Sin embargo, pueden ser demasiado ligeros para algunos usos. Se utilizan principalmente en sistemas de tubos cerrados. Tenga en cuenta que se deben utilizar cacahuetes de poliestireno no biodegradables ; Los cacahuetes biodegradables de empaque se descomponen en un lodo. Las plantas pueden absorber estireno y pasarlo a sus consumidores; este es un posible riesgo para la salud. [60]

Soluciones nutritivas [ editar ]

Soluciones hidropónicas inorgánicas [ editar ]

La formulación de soluciones hidropónicas es una aplicación de nutrición vegetal , con síntomas de deficiencia de nutrientes que reflejan los que se encuentran en la agricultura tradicional basada en el suelo . Sin embargo, la química subyacente de las soluciones hidropónicas puede diferir de la química del suelo de muchas formas significativas. Las diferencias importantes incluyen:

  • A diferencia del suelo, las soluciones de nutrientes hidropónicos no tienen capacidad de intercambio catiónico (CIC) de partículas de arcilla o materia orgánica. La ausencia de CEC significa que el pH y las concentraciones de nutrientes pueden cambiar mucho más rápidamente en instalaciones hidropónicas de lo que es posible en el suelo.
  • La absorción selectiva de nutrientes por las plantas a menudo desequilibra la cantidad de contraiones en solución. [19] [61] [62] Este desequilibrio puede afectar rápidamente el pH de la solución y la capacidad de las plantas para absorber nutrientes de carga iónica similar (ver el artículo potencial de membrana ). Por ejemplo, los aniones nitrato a menudo son consumidos rápidamente por las plantas para formar proteínas , dejando un exceso de cationes en solución. [19] Este desequilibrio de cationes puede provocar síntomas de deficiencia en otros nutrientes basados ​​en cationes (por ejemplo, Mg 2+ ) incluso cuando se disuelve una cantidad ideal de esos nutrientes en la solución. [61][62]
  • Dependiendo del pH o de la presencia de contaminantes del agua, los nutrientes como el hierro pueden precipitarse de la solución y dejar de estar disponibles para las plantas. A menudo es necesario realizar ajustes de rutina en el pH, tamponar la solución o el uso de agentes quelantes .
  • La solución de Hoagland , por ejemplo, es una solución nutritiva equilibrada para el cultivo de plantas en hidroponía, mientras que las soluciones de suelo pueden variar mucho en su composición dependiendo del tipo de suelo . [63] El pH debe ajustarse casi a neutral (pH 6,0) y el agua debe rellenarse a un nivel normal. La medición regular de nitrato como parámetro de plomo representativo de la concentración total de nutrientes en el medio hidropónico simplifica el suministro orientado a la demanda de nitrato y todos los demás nutrientes disponibles de la solución de nutrientes artificiales en las proporciones correctas. Esto previene el suministro excesivo y insuficiente de nutrientes a las plantas hidropónicas y, por lo tanto, los desequilibrios de nutrientes. [64]

Al igual que en la agricultura convencional, los nutrientes deben ajustarse para satisfacer la ley del mínimo de Liebig para cada variedad de planta específica . [61] No obstante, existen concentraciones generalmente aceptables para las soluciones nutritivas, y los rangos de concentración mínima y máxima para la mayoría de las plantas son algo similares. La mayoría de las soluciones de nutrientes se mezclan para tener concentraciones entre 1000 y 2500 ppm . [19]Las concentraciones aceptables para los iones de nutrientes individuales, que comprenden esa cifra total de ppm, se resumen en la siguiente tabla. Para los nutrientes esenciales, las concentraciones por debajo de estos rangos a menudo conducen a deficiencias de nutrientes, mientras que exceder estos rangos puede provocar toxicidad por nutrientes. Las concentraciones óptimas de nutrición para las variedades de plantas se encuentran empíricamente mediante la experiencia o mediante pruebas de tejido vegetal . [61]

ElementoPapelForma (s) iónica (s)Rango bajo (ppm)Rango alto (ppm)Fuentes comunesComentario
NitrógenoMacronutriente esencialNO- 3o NH+ 4100 [62]1000 [61]KNO 3 , NH 4 NO 3 , Ca (NO 3 ) 2 , HNO 3 , (NH 4 ) 2 SO 4 y (NH 4 ) 2 HPO 4NUEVA HAMPSHIRE+
4interfiere con la absorción de Ca 2+ y puede ser tóxico para las plantas si se usa como fuente principal de nitrógeno. Una proporción de NO de 3: 1-
3-N a NH+
4A veces se recomienda -N ( % en peso ) para equilibrar el pH durante la absorción de nitrógeno. [62] Las plantas responden de manera diferente según la forma de nitrógeno, por ejemplo, el amonio tiene una carga positiva y, por lo tanto, la planta expulsa un protón (H+
) por cada NH+
4absorbido dando como resultado una reducción en el pH de la rizosfera. Cuando se suministra con NO-
3, puede ocurrir lo contrario cuando la planta libera bicarbonato (HCO-
3) que aumenta el pH de la rizosfera. Estos cambios en el pH pueden influir en la disponibilidad de otros micronutrientes esenciales para las plantas (p. Ej., Zn, Ca, Mg). [sesenta y cinco]
PotasioMacronutriente esencialK +100 [61]400 [61]KNO 3 , K 2 SO 4 , KCl , KOH , K 2 CO 3 , K 2 HPO 4 y K 2 SiO 3Las altas concentraciones interfieren con la función Fe, Mn y Zn. Las deficiencias de zinc suelen ser las más evidentes. [62]
FósforoMacronutriente esencialcorreos3− 430 [62]100 [61]K 2 HPO 4 , KH 2 PO 4 , NH 4 H 2 PO 4 , H 3 PO 4 y Ca (H 2 PO 4 ) 2Exceso de NO-
3 tiende a inhibir la PO3−
4absorción. La relación de hierro a PO3−
4puede afectar las reacciones de coprecipitación . [61]
CalcioMacronutriente esencialCa 2+200 [62]500 [61]Ca (NO 3 ) 2 , Ca (H 2 PO 4 ) 2 , CaSO 4 , CaCl 2El exceso de Ca 2+ inhibe la captación de Mg 2+ . [62]
MagnesioMacronutriente esencialMg 2+50 [61]100 [61]MgSO 4 y MgCl 2No debe exceder la concentración de Ca 2+ debido a la absorción competitiva. [62]
AzufreMacronutriente esencialENTONCES2− 450 [62]1000 [61]MgSO 4 , K 2 SO 4 , CaSO 4 , H 2 SO 4 , (NH 4 ) 2 SO 4 , ZnSO 4 , CuSO 4 , FeSO 4 , y MnSO 4A diferencia de la mayoría de los nutrientes, las plantas pueden tolerar una alta concentración de SO.2−
4, absorbiendo selectivamente el nutriente según sea necesario. [19] [61] [62] Sin embargo, todavía se aplican efectos contraiónicos indeseables .
HierroMicronutriente esencialFe 3+ y Fe 2+2 [62]5 [61]Fe DTPA , Fe EDTA , citrato de hierro , tartrato de hierro , FeCl 3 , EDTA férrico y FeSO 4Los valores de pH superiores a 6,5 ​​disminuyen en gran medida la solubilidad del hierro. A menudo se añaden agentes quelantes (por ejemplo , DTPA , ácido cítrico o EDTA) para aumentar la solubilidad del hierro en un intervalo de pH mayor. [62]
ZincMicronutriente esencialZn 2+0.05 [62]1 [61]ZnSO 4El exceso de zinc es muy tóxico para las plantas, pero es esencial para las plantas en concentraciones bajas.
CobreMicronutriente esencialCu 2+0.01 [62]1 [61]CuSO 4La sensibilidad de la planta al cobre es muy variable. 0,1 ppm puede ser tóxico para algunas plantas [62] mientras que una concentración de hasta 0,5 ppm para muchas plantas a menudo se considera ideal. [61]
ManganesoMicronutriente esencialMn 2+0,5 [61] [62]1 [61]MnSO 4 y MnCl 2La captación se ve reforzada por una alta PO3− 4concentraciones. [62]
BoroMicronutriente esencialB (OH)- 40,3 [62]10 [61]H 3 BO 3 y Na 2 B 4 O 7Sin embargo, un nutriente esencial, algunas plantas son muy sensibles al boro (por ejemplo, los efectos tóxicos son evidentes en los árboles de cítricos a 0,5 ppm). [61]
MolibdenoMicronutriente esencialMugir- 40,001 [61]0.05 [62](NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 y Na 2 MoO 4Componente de la enzima nitrato reductasa y requerido por los rizobios para la fijación de nitrógeno . [62]
NíquelMicronutriente esencialNi 2+0,057 [62]1,5 [61]NiSO 4 y NiCO 3Esencial para muchas plantas (por ejemplo, leguminosas y algunos cultivos de cereales). [62] También se utiliza en la enzima ureasa .
CloroMicronutriente variableCl -0Altamente variableKCl, CaCl 2 , MgCl 2 y NaClPuede interferir con NO-
3absorción en algunas plantas, pero puede ser beneficioso en algunas plantas (por ejemplo, en espárragos a 5 ppm). Ausente en coníferas , helechos y la mayoría de briófitas . [61]
AluminioMicronutriente variableAl 3+010 [61]Al 2 (SO 4 ) 3Esencial para algunas plantas (por ejemplo , guisantes , maíz , girasoles y cereales ). Puede ser tóxico para algunas plantas por debajo de 10 ppm. [61] A veces se utiliza para producir pigmentos florales (por ejemplo, por hortensias ).
SilicioMicronutriente variableSiO2− 30140 [62]K 2 SiO 3 , Na 2 SiO 3 y H 2 SiO 3Presente en la mayoría de las plantas, abundante en cultivos de cereales, pastos y cortezas de árboles. Evidencia de que SiO2−
3mejora la resistencia a las enfermedades de las plantas. [61]
TitanioMicronutriente variableTi 3+05 [61]H 4 TiO 4Puede ser esencial, pero trace Ti 3+ es tan omnipresente que su adición rara vez está justificada. [62] A 5 ppm, los efectos favorables del crecimiento en algunos cultivos son notables (por ejemplo, piña y guisantes). [61]
CobaltoMicronutriente no esencialCo 2+00,1 [61]CoSO 4Requerido por los rizobios, importante para la nodulación de las raíces de las leguminosas . [62]
SodioMicronutriente no esencialNa +0Altamente variableNa 2 SiO 3 , Na 2 SO 4 , NaCl, NaHCO 3 y NaOHEl Na + puede reemplazar parcialmente al K + en algunas funciones de la planta, pero el K + sigue siendo un nutriente esencial. [61]
VanadioMicronutriente no esencialVO 2+0Rastro, indeterminadoVOSO 4Beneficioso para la fijación de N 2 rizobial . [62]
LitioMicronutriente no esencialLi +0IndeterminadoLi 2 SO 4 , LiCl y LiOHLi + puede aumentar el contenido de clorofila de algunas plantas (por ejemplo, plantas de papa y pimiento ). [62]

Soluciones hidropónicas orgánicas [ editar ]

Artículo principal: hidroponía orgánica

Los fertilizantes orgánicos se pueden usar para complementar o reemplazar completamente los compuestos inorgánicos usados ​​en las soluciones hidropónicas convencionales. [61] [62] Sin embargo, el uso de fertilizantes orgánicos presenta una serie de desafíos que no se resuelven fácilmente. Ejemplos incluyen:

  • Los fertilizantes orgánicos son muy variables en sus composiciones nutricionales en términos de minerales y diferentes especies químicas . Incluso materiales similares pueden diferir significativamente según su origen (por ejemplo, la calidad del estiércol varía según la dieta de un animal).
  • Los fertilizantes orgánicos a menudo se obtienen de subproductos animales, lo que hace que la transmisión de enfermedades sea una seria preocupación para las plantas cultivadas para consumo humano o forrajes animales .
  • Los fertilizantes orgánicos son a menudo particulados y pueden obstruir sustratos u otros equipos de cultivo. A menudo es necesario tamizar o moler los materiales orgánicos para obtener polvos finos.
  • algunos materiales orgánicos (es decir, en particular estiércol y despojos ) pueden degradarse aún más y emitir malos olores.
  • Los compuestos orgánicos no son necesarios para la nutrición normal de las plantas. [66]

Sin embargo, si se toman precauciones, los fertilizantes orgánicos se pueden utilizar con éxito en hidroponía. [61] [62]

Macronutrientes de origen orgánico [ editar ]

En la siguiente tabla se enumeran ejemplos de materiales adecuados, con su contenido nutricional promedio tabulado en términos de porcentaje de masa seca. [61]

Material organiconorteP 2 O 5K 2 OCaOMgOSO 2Comentario
Harina de sangre13,0%2,0%1,0%0,5%--
Cenizas de huesos-35,0%-46,0%1,0%0,5%
Harina de huesos4,0%22,5%-33,0%0,5%0,5%
Harina de pezuña / cuerno14,0%1,0%-2,5%-2,0%
Comida de pescado9,5%7,0%-0,5%--
Desperdicio de lana3,5%0,5%2,0%0,5%--
Cenizas de madera-2,0%5,0%33,0%3,5%1,0%
Cenizas de semillas de algodón-5,5%27,0%9,5%5,0%2,5%
Harina de semilla de algodón7,0%3,0%2,0%0,5%0,5%-
Langosta seca o saltamontes10,0%1,5%0,5%0,5%--
Residuos de cuero5,5% a 22%-----Molido hasta obtener un polvo fino. [62]
Harina de algas marinas, algas líquidas1%-12%---Productos comerciales disponibles.
Estiércol de aves de corral2% a 5%2,5% a 3%1,3% a 3%4,0%1,0%2,0%Un abono líquido que se tamiza para eliminar los sólidos y se revisa en busca de patógenos . [61]
Estiércol de oveja2,0%1,5%3,0%4,0%2,0%1,5%Igual que el estiércol de aves.
Estiércol de cabra1,5%1,5%3,0%2,0%--Igual que el estiércol de aves.
Estiércol de caballo3% a 6%1,5%2% a 5%1,5%1,0%0,5%Igual que el estiércol de aves.
Estiércol de vaca2,0%1,5%2,0%4,0%1,1%0,5%Igual que el estiércol de aves.
Guano de murciélago8,0%40%29%RastroRastroRastroAlto contenido en micronutrientes. [62] Disponible comercialmente.
Guano de aves13%8%20%RastroRastroRastroAlto contenido en micronutrientes. Comercialmente disponible.

Micronutrientes de origen orgánico [ editar ]

Los micronutrientes también pueden obtenerse de fertilizantes orgánicos. Por ejemplo, la corteza de pino compostada tiene un alto contenido de manganeso y, a veces, se utiliza para cumplir con los requisitos minerales en soluciones hidropónicas. [62] Para satisfacer los requisitos de los Programas Orgánicos Nacionales , también se pueden agregar minerales pulverizados sin refinar (por ejemplo , yeso , calcita y glauconita ) para satisfacer las necesidades nutricionales de una planta.

Aditivos [ editar ]

Además de los agentes quelantes , se pueden agregar ácidos húmicos para aumentar la absorción de nutrientes. [62] [67]

Herramientas [ editar ]

Equipo común [ editar ]

El manejo de las concentraciones de nutrientes y los valores de pH dentro de rangos aceptables es esencial para una horticultura hidropónica exitosa . Las herramientas comunes que se utilizan para administrar soluciones hidropónicas incluyen:

  • Medidores de conductividad eléctrica , una herramienta que calcula las ppm de nutrientes midiendo qué tan bien una solución transmite una corriente eléctrica .
  • Medidor de pH , una herramienta que utiliza una corriente eléctrica para determinar la concentración de iones de hidrógeno en solución.
  • Papel tornasol , tiras indicadoras de pH desechables que determinan las concentraciones de iones de hidrógeno mediante una reacción química que cambia de color .
  • Probetas graduadas o cucharas medidoras para medir soluciones hidropónicas comerciales premezcladas.

Equipo [ editar ]

También se pueden utilizar equipos químicos para realizar análisis químicos precisos de soluciones de nutrientes. Los ejemplos incluyen: [61]

  • Balanzas para medir materiales con precisión.
  • Material de vidrio de laboratorio , como buretas y pipetas , para realizar valoraciones .
  • Colorímetros para pruebas de solución que aplican la ley de Beer-Lambert .
  • Espectrofotómetro para medir las concentraciones del parámetro de plomo nitrato y otros nutrientes, como fosfato, sulfato o hierro.

El uso de equipos químicos para soluciones hidropónicas puede ser beneficioso para los cultivadores de cualquier origen porque las soluciones de nutrientes a menudo son reutilizables. [68] Debido a que las soluciones de nutrientes prácticamente nunca se agotan por completo, y nunca deberían deberse a la presión osmótica inaceptablemente baja que resultaría, la re-fortificación de soluciones viejas con nuevos nutrientes puede ahorrar dinero a los productores y puede controlar la contaminación de fuentes puntuales , una fuente común para la eutrofización de los lagos y arroyos cercanos. [68]

Software [ editar ]

Aunque las soluciones de nutrientes concentradas premezcladas generalmente se compran a los fabricantes comerciales de nutrientes por aficionados al cultivo hidropónico y pequeños productores comerciales, existen varias herramientas para ayudar a cualquier persona a preparar sus propias soluciones sin un amplio conocimiento sobre química. Las herramientas gratuitas y de código abierto HydroBuddy [69] e HydroCal [70] han sido creadas por químicos profesionales para ayudar a cualquier cultivador de hidroponía a preparar sus propias soluciones de nutrientes. El primer programa está disponible para Windows, Mac y Linux, mientras que el segundo se puede utilizar a través de una sencilla interfaz JavaScript. Ambos programas permiten la preparación de la solución básica de nutrientes, aunque HydroBuddy proporciona una funcionalidad adicional para usar y guardar sustancias personalizadas, guardar formulaciones y predecir los valores de conductividad eléctrica.

Mezclar soluciones [ editar ]

A menudo, mezclar soluciones hidropónicas con sales individuales no es práctico para los aficionados o cultivadores comerciales a pequeña escala porque los productos comerciales están disponibles a precios razonables. Sin embargo, incluso al comprar productos comerciales, los fertilizantes multicomponente son populares. A menudo, estos productos se compran como fórmulas de tres partes que enfatizan ciertas funciones nutricionales. Por ejemplo, las soluciones para el crecimiento vegetativo (es decir, con alto contenido de nitrógeno), la floración (es decir, con alto contenido de potasio y fósforo) y las soluciones de micronutrientes (es decir, con oligoelementos) son populares. El momento y la aplicación de estos fertilizantes de múltiples partes deben coincidir con la etapa de crecimiento de la planta. Por ejemplo, al final de una planta anual 's ciclo de vida, una planta debe estar restringida de fertilizantes con alto contenido de nitrógeno. En la mayoría de las plantas, la restricción de nitrógeno inhibe el crecimiento vegetativo y ayuda a inducir la floración . [62]

Mejoras adicionales [ editar ]

Growrooms [ editar ]

Con problemas de plagas reducidos y nutrientes constantemente alimentados a las raíces, la productividad en hidroponía es alta; sin embargo, los productores pueden aumentar aún más el rendimiento manipulando el entorno de una planta mediante la construcción de salas de cultivo sofisticadas [ cita requerida ].


Enriquecimiento de CO 2 [ editar ]

Artículo principal: Dióxido de carbono § Aplicaciones agrícolas y biológicas

Para aumentar aún más el rendimiento, algunos invernaderos sellados inyectan CO 2 en su entorno para ayudar a mejorar el crecimiento y la fertilidad de las plantas.

Ver también [ editar ]

  • Aeroponía
  • Antroponia
  • Acuaponia
  • Fogponia
  • Folkewall
  • Caja de cultivo
  • Cuarto de cultivo
  • Organopónicos
  • Hidroponía pasiva
  • Fábrica de plantas
  • Nutrición vegetal
  • Patologia de planta
  • Vegetal que vuelve a crecer
  • Raíz podrida
  • Agricultura vertical
  • Xeriscaping

Referencias [ editar ]

  1. ^ Gericke, William F. (1937). "Hidroponía - producción de cultivos en medios de cultivo líquidos". Ciencia . 85 (2198): 177-178. Código bibliográfico : 1937Sci .... 85..177G . doi : 10.1126 / science.85.2198.177 . PMID  17732930 .
  2. ^ dos Santos, JD; Lopes da Silva, AL, da Luz Costa, J .; Scheidt, GN; Novak, AC; Sydney, EB; Soccol, CR (2013). "Desarrollo de una solución nutritiva de vinaza para hidroponía". Revista de Gestión Ambiental . 114 : 8-12. doi : 10.1016 / j.jenvman.2012.10.045 . ISSN 0301-4797 . PMID 23201600 .  CS1 maint: uses authors parameter (link)
  3. ^ Gericke, William F. (1945). "El significado de la hidroponía". Ciencia . 101 (2615): 142-143. Código Bibliográfico : 1945Sci ... 101..142G . doi : 10.1126 / science.101.2615.142 . PMID 17800488 . 
  4. ^ Nye, PH (1981). "Cambios de pH en la rizosfera inducidos por raíces". Planta y suelo . 61 (1-2): 7-26. doi : 10.1007 / BF02277359 . S2CID 24813211 . 
  5. ^ Walker, TS; Bais, HP; Grotewold, E .; Vivanco, JM (2003). "Exudación de raíces y biología de la rizosfera" . Fisiología vegetal . 132 (1): 44–51. doi : 10.1104 / pp.102.019661 . PMC 1540314 . PMID 12746510 .  
  6. ^ Jones, Jr., JB (2004). Hidroponía: una guía práctica para el cultivador sin suelo (2ª ed.). Boca Raton, Londres, Nueva York, Washington, DC: CRC Press. págs. 153-166. ISBN 9780849331671.
  7. ^ "Un cultivo hidropónico simplificado de Arabidopsis " . Bio-101 . Consultado el 4 de marzo de 2020 .
  8. ^ Zhang, él; Asutosh, Ashish; Hu, Wei (27 de noviembre de 2018). "Implementación de agricultura vertical a escala universitaria para promover comunidades sostenibles: un análisis de viabilidad" . Sustentabilidad . 10 (12): 4429. doi : 10.3390 / su10124429 . ISSN 2071-1050 . El artículo describe el modelo de concepto estadístico de los autores para determinar las ventajas potenciales de desarrollar una granja vertical en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong. Si bien las cifras son conservadoras y proyectan la rentabilidad de la finca en 10 a 20 años, se basan en metadatos y no en observación directa.
  9. ^ Compárese: Gericke, William F. (1938). "Producción de cultivos sin suelo". Naturaleza . 141 (3569): 536–540. Código bibliográfico : 1938Natur.141..536G . doi : 10.1038 / 141536a0 . S2CID 38739387 . Por supuesto, no es inconcebible que la industria pueda desarrollar y fabricar equipos con una economía notablemente mayor que la que prevalece en la actualidad, aumentando así el número de cultivos que se pueden cultivar económicamente. 
  10. ↑ a b Douglas, JS (1975). Hidroponía (5ª ed.). Bombay: Oxford UP. págs. 1-3.
  11. ^ Breazeale, JF (1906). "La relación de sodio a potasio en suelos y cultivos en solución" . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 28 (8): 1013–1025. doi : 10.1021 / ja01974a008 .
  12. ^ Hoagland, DR; Snyder, WC (1933). "Nutrición de la planta de fresa en condiciones controladas. (A) Efectos de las deficiencias de boro y algunos otros elementos, (b) susceptibilidad al daño por sales de sodio". Actas de la Sociedad Estadounidense de Ciencias Hortícolas . 30 : 288-294.
  13. ^ "Dennis Robert Hoagland: 1884-1949" (PDF) . Memorias biográficas de la Academia Nacional de Ciencias . Consultado el 2 de diciembre de 2020 .
  14. ^ Dunn, HH (octubre de 1929). "Plant" Pills "Grow Bumper Crops" . Popular Science Monthly : 29–30.
  15. ↑ Thiyagarajan, G .; Umadevi, R .; Ramesh, K. (enero de 2007). "Hidroponía" (PDF) . Emprendedor de Science Tech . Archivado desde el original (PDF) el 29 de diciembre de 2009, a través de Wayback Machine .
  16. ^ Turner, Bambi (20 de octubre de 2008). "Cómo funciona la hidroponía" . HowStuffWorks . InfoSpace Holdings LLC . Consultado el 29 de mayo de 2012 .
  17. ^ "Biografía de WA Setchell" . La Universidad y Jepson Herbaria, Universidad de California. Archivado desde el original el 15 de octubre de 2015 . Consultado el 21 de noviembre de 2018 .
  18. ^ Liddell, HG; Scott, R. "Un léxico griego-inglés" . www.perseus.tufts.edu . Consultado el 21 de noviembre de 2018 .
  19. ↑ a b c d e f Gericke, William F. (1940). La guía completa para la jardinería sin suelo (1ª ed.). Londres: Putnam. pp.  9 -10, 38 y 84. ISBN 9781163140499.
  20. ^ Hoagland, D. R; Arnón, D. I (1938). El método de cultivo en agua para cultivar plantas sin suelo . Circular. Berkeley, CA: Universidad de California, Facultad de Agricultura, Estación Experimental Agrícola.
  21. ^ Arnón, DI; Hoagland, RD (1940). "Producción de cultivos en soluciones de cultivo artificial y en suelos con especial referencia a los factores que influyen en los rendimientos y la absorción de nutrientes inorgánicos". Ciencia del suelo . 50 (1): 463–485.
  22. ^ "Varios sistemas hidropónicos" . Blog de jardinería urbana hidropónica . Consultado el 5 de febrero de 2020 .
  23. ^ Texier, W .: Hidroponía para todos: todo sobre la horticultura doméstica. Mama Publishing, edición en inglés, París (2015), págs.235.
  24. ^ Taylor, FJ (julio de 1939). "Jardinería limpia y agradable" . El rotario . 55 (1): 14-15. ISSN 0035-838X . 
  25. ^ Sullivan, Walter. "Daniel Arnon, 84, investigador y experto en fotosíntesis" , The New York Times , 23 de diciembre de 1994. Consultado el 7 de abril de 2020.
  26. ^ Cooper, AJ (1979). El ABC de NFT: técnica de película de nutrientes: el primer método de producción de cultivos del mundo sin un medio de enraizamiento sólido . Londres: Grower Books. ISBN 0901361224. OCLC  5809348 .
  27. ^ Heiney, A. (27 de agosto de 2004). "Agricultura para el futuro" . www.nasa.gov . Consultado el 21 de noviembre de 2018 .
  28. ^ Adelman, Jacob (21 de noviembre de 2008). "Los productores urbanos utilizan alta tecnología para alimentar a los habitantes de la ciudad" . Newsvine . La Prensa Asociada. Archivado desde el original el 3 de mayo de 2009 . Consultado el 21 de noviembre de 2018 .
  29. ^ "Eurofresh Farms agrega un invernadero de 53 acres" (PDF) . Comunicado de prensa de Eurofresh Farms . 2007. Archivado desde el original (PDF) el 10 de julio de 2011, a través de Wayback Machine .
  30. ^ "NatureSweet cambia variedades en viejos invernaderos EuroFresh" . El Packer. 14 de noviembre de 2013. Archivado desde el original el 7 de abril de 2018 . Consultado el 6 de abril de 2018 .
  31. ↑ Schaefer, Karen (2 de enero de 2017). "La industria canadiense de invernaderos busca métodos para reducir la contaminación en el lago Erie" . Marketplace.org . Marketplace.org . Consultado el 17 de enero de 2017 .
  32. ^ Wood, Laura (6 de diciembre de 2017). "Informe de mercado global de hidroponía 2017-2023: se espera que el mercado crezca de $ 226,45 millones en 2016 a $ 724,87 millones en 2023 - Investigación y mercados" . Business Wire . Berkshire Hathaway . Consultado el 1 de abril de 2018 .
  33. ^ "Técnica de película de nutrientes" . www.flairform.com . Archivado desde el original el 16 de abril de 2018 . Consultado el 22 de noviembre de 2018 .
  34. ^ "¿Cuáles son los fundamentos de la configuración de un sistema NFT?" . Hidroponía e invernaderos prácticos . Publicaciones de Casper (148). Octubre de 2014. Archivado desde el original el 4 de septiembre de 2017 . Consultado el 16 de mayo de 2017 , a través de Wayback Machine .
  35. ^ "Aeroponía comercial: la historia de Grow Anywhere" . Informe In Vitro . Noticias de investigación. La Sociedad de Biología In Vitro. 44 (2). 2008. Archivado desde el original el 31 de enero de 2017 . Consultado el 22 de noviembre de 2018 .
  36. ^ Stoner, RJ (22 de septiembre de 1983). "Aeroponía versus cama y propagación hidropónica" . Revisión de los floristas . 173 (4477) - a través de AgriHouse.
  37. ^ Stoner, RJ (1983). "Enraizamiento en el aire". Productor de invernadero . 1 (11).
  38. ^ a b NASA (2006). "El cultivo progresivo de plantas tiene un negocio floreciente" (PDF) . Escisión de 2006 . Centro de Información Aeroespacial de la NASA (CASI): 64–67.
  39. ^ Ritter, E .; Angulo, B .; Riga, P .; Herrán, C .; Relloso, J .; San José, M. (2001). "Comparación de sistemas de cultivo hidropónico y aeropónico para la producción de minitubérculos de papa". Investigación de la papa . 44 (2): 127-135. doi : 10.1007 / bf02410099 . ISSN 0014-3065 . S2CID 3003824 .  CS1 maint: uses authors parameter (link)
  40. ^ Elliott, S. (27 de diciembre de 2016). "Descubriendo Fogponics" . Rendimiento máximo . Consultado el 15 de marzo de 2017 .
  41. ^ "DIY Fogponics" . Revista Garden Culture . 1 de enero de 2016 . Consultado el 15 de marzo de 2017 .[ enlace muerto permanente ]
  42. ^ "¿Qué es el hidrocultivo?" . Hidroponía verde . Archivado desde el original el 23 de noviembre de 2018 . Consultado el 22 de noviembre de 2018 .
  43. ↑ Barbosa, G .; Gadelha, F .; Kublik, N .; Proctor, A .; Reichelm, L .; Weissinger, E .; Wohlleb, G .; Halden, R .; Barbosa, GL (2015). "Comparación de los requisitos de tierra, agua y energía de la lechuga cultivada con métodos agrícolas hidropónicos frente a convencionales" . En t. J. Environ. Res. Salud pública . MDPI. 12 (6): 6879–6891. doi : 10.3390 / ijerph120606879 . PMC 4483736 . PMID 26086708 .  CS1 maint: uses authors parameter (link)
  44. ^ "Inundación y drenaje o reflujo y flujo" . www.makehydroponics.com. Archivado desde el original el 17 de febrero de 2013 . Consultado el 17 de mayo de 2013 .
  45. ^ Douglas, James Sholto (1975). Hidroponía: el sistema de Bengala (5ª ed.). Nueva Delhi: Oxford University Press. pag. 10. ISBN 9780195605662.
  46. ^ "Preguntas frecuentes" . Newagehydro.com . Consultado el 20 de septiembre de 2011 .
  47. ^ "Cultura de aguas profundas" . GroWell Hydroponics & Plant Lighting . Archivado desde el original el 13 de abril de 2010.
  48. ↑ Sky Green (17 de junio de 2016). "Iniciativas de agricultura vertical comercial" (PDF) . MVO Holanda . Archivado desde el original (PDF) el 9 de mayo de 2018 . Consultado el 22 de noviembre de 2018 .
  49. ^ a b "Alternativa ideal de Growstones a la perlita, cáscaras de arroz sancochado" . (e) Noticias científicas . 14 de diciembre de 2011. Archivado desde el original el 19 de julio de 2018 . Consultado el 22 de noviembre de 2018 .
  50. ^ a b "Ficha de datos de seguridad de los productos GrowStone" (PDF) . Growstone, LLC. 22 de diciembre de 2011. Archivado desde el original (PDF) el 10 de abril de 2018 . Consultado el 22 de noviembre de 2018 .
  51. ↑ Namasivayam, C .; Sangeetha, D. (enero de 2008). "Aplicación de la médula de fibra de coco para la eliminación de sulfatos y otros aniones del agua". Desalación . 219 (1–3): 1–13. doi : 10.1016 / j.desal.2007.03.008 .
  52. ^ [Pavlis, Robert. "¿Es el coco un sustituto ecológico de la turba?" Garden Myths, 22 de julio de 2017, www.gardenmyths.com/coir-ecofriendly-substitute-peat-moss/.].
  53. ^ [Panicker, Venugopal, et al. "Alergia nasobronquial y anomalías de la función pulmonar entre los trabajadores de bonote de Alappuzha". Associations of Physicians India, 4 de septiembre de 2010, www.japi.org/july_2010/Article_03.pdf.].
  54. ^ Barrett, GE; Alexander, PD; Robinson, JS; Bragg, Carolina del Norte (noviembre de 2016). "Lograr medios de cultivo ambientalmente sostenibles para sistemas de cultivo de plantas sin suelo - Una revisión" . Scientia Horticulturae . 212 : 220-234. doi : 10.1016 / j.scienta.2016.09.030 .
  55. ↑ a b c Wallheimer, Brian (25 de octubre de 2010). "Las cáscaras de arroz son una opción de drenaje sostenible para los productores de invernadero" . Universidad de Purdue . Consultado el 30 de agosto de 2012 .
  56. ^ "Una introducción a la hidroponía de cultivo de arena" . El proyecto de invernadero FVSU . 13 de junio de 2014 . Consultado el 22 de noviembre de 2018 .
  57. ^ "La próxima crisis de sostenibilidad: los seres humanos están usando tanta arena que en realidad podemos quedarnos sin" . ArchDaily . 16 de abril de 2018 . Consultado el 20 de mayo de 2020 .
  58. ↑ a b Böhme, M .; Schevchenko, J .; Pinker, I .; Herfort, S. (enero de 2008). "Pepino cultivado en placas de lana de oveja tratadas con bioestimulador frente a otros sustratos orgánicos y minerales". Acta Horticulturae . 779 (779): 299-306. doi : 10.17660 / actahortic.2008.779.36 . ISSN 0567-7572 . 
  59. ^ Tom Alexander; Don Parker (1994). Lo mejor de Growing Edge . New Moon Publishing, Inc. ISBN 978-0-944557-01-3.
  60. ↑ a b Parker, Rick (2009). Ciencia de plantas y suelos: fundamentos y aplicaciones . Aprendizaje Cengage. ISBN 978-1111780777. Consultado el 22 de enero de 2019 .
  61. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak Sholto Douglas, James (1985). Guía avanzada de hidroponía: (cultivo sin suelo) . Londres: Pelham Books. págs. 169–187, 289–320 y 345–351. ISBN 9780720715712.
  62. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai J. Benton, Jones (2004). Hidroponía: una guía práctica para el cultivador sin suelo (2ª ed.). Nueva York: Taylor & Francis. págs. 29–70 y 225–229. ISBN 9780849331671.
  63. ^ Hoagland, RD (1920). "Soluciones óptimas de nutrientes para plantas" . Ciencia . 52 (1354): 562–564. Código Bibliográfico : 1920Sci .... 52..562H . doi : 10.1126 / science.52.1354.562 . PMID 17811355 . CS1 maint: uses authors parameter (link)
  64. ^ Rockel, P. (1997). "Crecimiento y consumo de nitratos de girasoles en el rizostato, un dispositivo para el suministro continuo de nutrientes a las plantas". Revista de Nutrición Vegetal . 20 (10): 1431-1447. doi : 10.1080 / 01904169709365345 . ISSN 0190-4167 . 
  65. ^ Mc Near Jr., DH (2013). "La rizosfera: raíces, suelo y todo lo demás" . Educación en la naturaleza . 4 (3): 1.
  66. ^ Murashige, T; Skoog, F (1962). "Un medio revisado para el crecimiento rápido y bioensayos con cultivos de tejido de tabaco". Physiologia Plantarum . 15 (3): 473–497. doi : 10.1111 / j.1399-3054.1962.tb08052.x .
  67. ^ Adania, Fabrizio; Genevinia, Pierluigi; Zaccheoa, Patrizia; Zocchia, Graziano (1998). "El efecto del ácido húmico comercial sobre el crecimiento de la planta de tomate y la nutrición mineral". Revista de Nutrición Vegetal . 21 (3): 561–575. doi : 10.1080 / 01904169809365424 .
  68. ↑ a b Kumar, Ramasamy Rajesh; Cho, Jae Young (2014). "Reutilización de solución de residuos hidropónicos". Investigación en ciencias ambientales y contaminación . 21 (16): 9569–9577. doi : 10.1007 / s11356-014-3024-3 . PMID 24838258 . S2CID 46558335 .  
  69. ^ "HydroBuddy v1.62: el primer programa gratuito de calculadora de nutrientes hidropónicos de código abierto disponible en línea" . scienceinhydroponics.com . 30 de marzo de 2016 . Consultado el 22 de noviembre de 2018 .
  70. ^ "HydroCal: calculadora de fórmula de nutrientes hidropónicos" . SourceForge . 2 de febrero de 2010.