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FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
RESUMEN TITULO: EL CULTIVO HIDROPONICO DE TOMATE RIÑON (Lycopersicon sculentum) El cultivo hidropónico de tomate riñón abarca dentro de su ejecución puntos muy importantes para su buen desarrollo, lo que favorece una mejor y mayor producción del mismo. Este tipo de sistemas de cultivo es bien sabido que se conducen dentro de un ambiente controlado (invernadero), razón por la que debemos elegir dentro de las variadas opciones el que mejor se adapte a nuestras condiciones y economía, para de esta manera tener un control casi total de los factores ambientales que podrían afectar nuestro cultivo. El poder elegir una o distintas variedades de tomate para establecer el cultivo dependerá del mercado al que este esté destinado, la elección del sistema de cultivo hidropónico va de la mano con la elección del sustrato a utilizar para lo cual tenemos variadas opciones dependiendo de las características que estos poseen y las que nos favorecerán para nuestra finalidad. Al establecer este tipo de cultivo podemos decir que tenemos un control total de su nutrición, es así que podemos disponer de ella tomando en cuenta de sus efectos, para poder aportar lo estrictamente necesario y obtener resultados sobresalientes en la producción. El buen desarrollo del cultivo implica una serie de labores que a su vez realizarlas dependerá del conocimiento que tengamos sobre ellas, es así que una mala ejecución de estas podría terminar en una pérdida parcial o total de la producción, el agua de riego, la humedad, la nutrición, la luz, etc.; son unos de entre tantos factores que determinaran el éxito o fracaso de nuestro cultivo. PALABRAS CLAVE: tomate riñón, hidroponía, invernadero, cultivo, variedades, sustratos. INDICE Autor: José Luis Brito
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Origen……………………………………………….……………..7 Taxonomía………………………………………………………...8 El Invernadero Ideal………………………………………….….13 La luz y la Fotosíntesis…………………………………….……27 Humedad…………………………………………………………30 Calidad y Circulación del Aire………………………………….32 Usos del Tomate Riñón………………………………………...33 Tipos Varietales…………………………………………………39 Sistemas de Cultivo Hidropónico……………………………...47 Sustratos…………………………………………………………50 Semillas……………………………………………………….….96 Las Plántulas y el Crecimiento Vegetativo Temprano……..101 El Agua de Riego en un Cultivo Hidropónico…………….…106 Nutrición Hídrica en un Cultivo Hidropónico………………..107 Nutrición Mineral en un Cultivo Hidropónico………………..109 Floración y Polinización…………………………………….…128 Fructificación……………………………………………….…..130 Poda………………………………………………………….…131 Crecimiento y Desarrollo del Fruto…………………………..132
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Relación Hoja – Fruto……………………………………….…136 Maduración del Fruto………………………………………….138 Cosecha y Recolección……………………………………….139 Detenida de la Planta……………………………………….…139 Bibliografía……………………………………………………...143
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Universidad de Cuenca Facultad de Ciencias Agropecuarias Escuela de Ingeniería Agronómica EL CULTIVO HIDROPÓNICO DE TOMATE RIÑÓN (Lycopersicon sculentum)
Monografía previa a la obtención del titulo de Ingeniero Agrónomo de la Universidad de Cuenca Autor: José Luis Brito Jurado Tutor: Ing. Agr. Fernando Larrea Cuenca, 2008
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Introducción.Los cultivos hidropónicos representan un gran avance en la técnica, y pueden ser utilizados tanto en las grandes explotaciones
como
en
las
pequeñas
y
medianas,
presentando bastantes ventajas sobre los cultivos clásicos en tierra,
siempre
que
se
los
lleve
con
dedicación
y
especialización. Para su desarrollo se han basado en adelantos, tanto de las modernas ciencias naturales como de la técnica, constituyendo el complemento de otros avances de la ciencia, tales como regulación de la temperatura en los invernaderos, la iluminación y sombreado de estos, las formas del cultivo del suelo, los sistemas de transporte, etc., conseguidos en los últimos años. Con ayuda de este método no solo se mejora la cosecha en cantidad, peso o calidad, se ha comprobado que se aumenta la productividad en el trabajo, con la consiguiente reducción de mano de obra. También son mucho menores las exigencias a los horticultores, una vez que el sistema a sido llevado a cabo, puesto que muchas de las manipulaciones pueden automatizarse.
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En el cultivo del tomate, habrán de tenerse en cuenta los pros y contras que representa para este, los métodos a seguir para su desarrollo, sus necesidades y las características del local donde se cultive. Siendo posible, según el caso, el modificar el sistema a utilizarse. La comparación de las experiencias conseguidas hasta el momento, así como los datos obtenidos en diferentes instalaciones, nos deberán hacer reflexionar hasta donde nos permiten estas nuevas técnicas mejorar los resultados de los actuales cultivos en tierra y proporcionar, tanto con los sustratos como con el suministro de agua y sustancias nutritivas, las condiciones que nos permitan un “cultivo industrial”, reduciendo los riesgos del cultivo y garantizando en un tiempo ya fijado una producción que cumpla todas las exigencias de los consumidores (Penningsfeld, F. & Kurzmann, P. 1983).
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El Cultivo Hidropónico de Tomate Riñón.1.1 Origen.El rápido desarrollo en los países del norte de Europa de los cultivos en invernadero en los años posteriores a la segunda guerra mundial, creo la necesidad de nuevas técnicas de cultivo que pudieran prescindir del suelo como medio, pues éste, sometido a intensos y reiterados cultivos, terminaba por ser un factor limitativo y de riesgo en el proceso productivo. Los cultivos en grava, o los hidropónicos puros, no se mostraron como sistemas operativos con gran atractivo comercial, debido a la necesidad de construir pesadas y caras bancadas. El empleo de sacos de turba como medio de cultivo vino a solucionar el problema. Sus características físicas permitían la utilización de volúmenes pequeños de sustrato, con lo que se consiguió la posibilidad de implantación y reposición de un medio de cultivo aislado con gran facilidad y rapidez, a un precio asequible y competitivo. El cultivo en sacos de turba se impuso rápidamente en la mayoría de los invernaderos europeos, promoviendo un
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avance paralelo en nuevas técnicas de fertirrigación, control climático, control sanitario, etc. Con posterioridad a la turba han ido apareciendo en el mercado nuevos sustratos, actualmente, el más extendido es sin duda la lana de roca, aunque la creciente sensibilidad a la contaminación del medio ambiente esta propiciando el uso de sustratos orgánicos biodegradables, así como la vuelta a la hidroponía pura con sistemas cerrados re circulantes (Nuez, F. 1995). 2 Taxonomía.2.1 Clasificación Botánica.Clase: Dicotyledoneas. Orden: Solanales. Familia: Solanaceae. Subfamilia: Solanoideae. Tribu: Solaneae. Género: Lycopersicon. Especie: esculentum. (Hunziker, 1979 citado por Nuez, F. 1995) 2.2 Fenología y Desarrollo del Cultivo.Las diferentes etapas fenológicas del cultivo del tomate no varían significativamente, especialmente en los sectores Autor: José Luis Brito
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interandinos donde se cultiva tomate bajo invernadero, la etapa de germinación se sitúa entre los 6 a 12 días, dependiendo de la humedad, la temperatura de la cámara de germinación y de la variedad escogida. El periodo de plántula se sitúa entre los 21 a 35 días, luego del trasplante a los 33 días aparecen los primeros brotes axilares, mientras que las flores comienzan a abrirse a los 47 días de la emergencia, el cuajado del primer ramo floral ocurre entre 2 y 10 días de la apertura de las primeras flores, la fructificación se inicia inmediatamente luego del cuajado, y desde el cuajado hasta la maduración del fruto transcurren 60 días generalmente. El tomate riñón germina mejor en condiciones de temperaturas estables entre 20 y 30 °C, responde muy bien a humedad no excesiva. Temperatura y humedad constantes, mas un riego fino constituyen el secreto para una germinación homogénea y la obtención de una plántula vigorosa y de calidad (Folquer, R. 1976). El
tomate,
planta
de
origen
tropical,
necesita
temperaturas sensiblemente elevadas para asegurarse un ciclo total de vegetación y llevar sus frutos a una maduración completa es así que la temperatura óptima de un buen Autor: José Luis Brito
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desarrollo del cultivo oscila entre 20 a 30 °C durante el día y entre 14 a 17 °C durante la noche, temperaturas superiores a los 30 – 35 °C afectan a la fructificación por mal desarrollo de óvulos y al desarrollo de la planta en general y del sistema radicular en particular pudiendo hasta detener su desarrollo. A temperaturas superiores a 25 °C e inferiores a 12 °C la fecundación es defectuosa o nula, la maduración del fruto esta muy influida por la temperatura en lo referente tanto a la precocidad como a la coloración de forma que valores cercanos a los 10 °C así como superiores a los 30 °C originan tonalidades amarillentas, por lo cual hay que ser muy prudentes a la hora de determinar
la época de siembra
(Anderlini, R. 1989). El tomate es una planta perenne de porte arbustivo que se cultiva como anual, esta puede desarrollarse de forma rastrera, semierecta o erecta, y el crecimiento es limitado en las variedades determinadas, e ilimitado en las variedades indeterminadas, pudiendo llegar, en estas últimas, a 10 m en un año. La estructura de la planta es un simpodio, el tallo principal forma de 6 a 12 hojas, que crecen lateralmente con una filotaxia de 2/5, antes de que la yema principal se transforme en una inflorescencia. El crecimiento subsiguiente
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se produce a partir de la yema axilar de la última hoja, la cual desarrolla
un
prolongación inflorescencia.
tallo
secundario
que
crece
como
una
del tallo primario y desplaza lateralmente la Los
sucesivos
segmentos
del
tallo
se
desarrollan de forma similar, produciendo una inflorescencia cada tres hojas. El aspecto es el de un tallo principal, que crece de forma continua con inflorescencias internodales laterales cada tres hojas. Cuando este proceso se repite indefinidamente los cultivares se denominan indeterminados que son muy adecuados para la recolección continua en invernaderos, ya que florecen y fructifican de forma regular y uniforme. Los brotes laterales, que se desarrollan de las axilas de las hojas, se eliminan y el tallo principal se enrosca alrededor de una cuerda o tutor. Los cultivares determinados tienen un crecimiento limitado que puede extenderse unos 2 m, los segmentos sucesivos del eje principal soportan, de forma progresiva, un numero inferior de hojas y terminan en una inflorescencia. El sistema de ramificación lateral, como el sistema primario, experimenta un crecimiento limitado dando a la planta un aspecto arbustivo con simetría circular que requiere menos espacio que los cultivares indeterminados. La floración y
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fructificación se producen en un periodo de tiempo limitado, lo que provoca la concentración de la producción permitiendo efectuar la recolección mecánica (Picken et al., 1986; Rick, 1978 citado por Nuez, F. 1995). La inflorescencia es un dicasio compuesto generalmente por 4 a 12 flores, el fruto es una baya de forma globular, ovoide o aplastada cuyo peso oscila, según variedades, entre 5 y 500 g. Cuando la planta crece directamente de la semilla sin sufrir trasplantes desarrolla una potente raíz principal, pero cuando esta se daña, como por ejemplo a consecuencia del trasplante, se desarrolla un sistema de raíces laterales adventicias (Nuez, F. 1995). 2.3 Valor Nutritivo.El valor nutritivo del tomate no es muy elevado, según un estudio realizado por Stevens (1974) sobre las principales frutas y hortalizas de EE.UU, el tomate ocupa el lugar 16 en cuanto a concentración relativa de un grupo de 10 vitaminas y minerales. No obstante, su popularidad, demostrada por el alto nivel de consumo convierte a este cultivo en una de las principales fuentes de vitaminas y minerales en muchos países (Nuez, F. 1995).
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Cuadro 1. Valor nutritivo medio del tomate por 100 g de producto comestible. Residuos
6.0 %
Caroteno
0.5 mg
Materia Seca
6.2 g
Tiamina
0.06 mg
Energía
20.0 Kcal
Riboflavina
0.04 mg
Proteínas
1.2 g
Niacina
0.6 mg
Fibra
0.7 g
Vitamina C
23.00 mg
Calcio
7.0 mg
2.39
Hierro
0.6 mg
Valor nutritivo medio (VNM) VNM por 100 g de materia seca
38.5
Fuente: Grubben, 1977 citado por Nuez, F. 1995.
3 El Invernadero Ideal.3.1 Economía en la Producción de Alimentos en Invernaderos.Balanceado
contra
el
alto
capital
y
los
costos
operacionales de los invernaderos, es la productividad significativamente más alta de tales sistemas en comparación
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con la agricultura a campo abierto. Los retornos netos desde invernaderos para hortalizas deben ser altos, esto se logra por los altos precios del producto y/o por los altos rendimientos. Los consumidores están mostrando mucho menos resistencia a los altos precios para los tomates que tienen buena apariencia y sabor (Witter, S.H & Castilla, N. 1995). Cuadro
2.
Rendimientos
de
hortalizas
crecidas
hidropónicamente en invernaderos del desierto en el suroeste americano (CEA) y en campos abiertos (OFA) CEA
CEA
CEA
OFA*
Hidropónic Hidropónic Hidropónic
Cultivo
o
o
TM/Ha
# de
o TM/Ha/año TM/Ha/añ
Cultivos
o
Pepinillo
300
2
600
30
Berenjen
28
2
56
20
57
2
114
16
45
2
90
10
a Pimiento verde Pimiento
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rojo Lechuga
31
10
313
52
Tomate
550
1**
550
100
*
Fuente: Knott, 1996 citado por Witter, S.H & Castilla, N.
1995. **
Cultivo de tomate crecido en invernadero en un periodo de
11 meses. 3.2 Estructuras Usadas.Básicamente el diseño y construcción de un invernadero esta estrechamente ligado a la disponibilidad económica de su futuro propietario sea este cual fuere el material escogido para la realización del mismo. Sin embargo no se debe relegar a un segundo plano la finalidad para la cual es creado el invernadero, razón por la cual se deben tener en cuenta todos los detalles para su eficaz construcción y optimo desarrollo (Mendieta, N. 2007). 3.2.1Tubo, Angulo y estructura G.Generalmente se construyen con tubería galvanizada, ángulos metálicos y tipo G metálicos de diferentes medidas Autor: José Luis Brito
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que van de acuerdo al posicionamiento de los mismos dentro del invernadero, actualmente la relación de costo madera – hierro, esta alrededor de 1 – 3 respectivamente por lo cual una estructura de hierro esta valorada tres veces mas que una de madera. Sin embargo con respecto a la vida útil de estas estructuras, la de hierro esta estimada en 25 años con un mantenimiento cada 3 años, mientras que en estructuras de madera la vida útil asignada es de 6 años con un mantenimiento adecuado cada 2 años. En la construcción de invernaderos con tubo metálico galvanizado y estructura metálica tipo G cada uno de los elementos son perforados, curvados y armados; razón por la cual estos tiene una gran solidez a mas de ser reforzados perimetralmente con pies de amigo evitando sueldas en las uniones razón por la cual el sistema es 100% encajable y asegurado
con
pernos
lo
que
reduce
su
costo
de
mantenimiento, siendo muy fácil su armado y desarmado de ser
requerido.
Estos
invernaderos
tienen
una
mayor
luminosidad y en ellos es fácil manejar la temperatura y la humedad por su diseño estructural con cortinas en la parte perimetral, el diseño de estos invernaderos permite un fácil acople de canales o canaletas que pueden ser de plástico o
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metal para permitir la conducción de un mayor caudal de agua para su evacuación (Mendieta, N. 2007).
Figura 1. Invernadero tipo Arco Gótico, con estructura de tubo galvanizado para la producción de tomate en el cantón Sta. Isabel (Mendieta, N. 2007) 3.2.2Madera.Son muy utilizados en nuestro país y en aquellos en donde la madera es abundante y por lo tanto de bajo costo, su mayor ventaja radica en su precio inicial bajo, mientras que su principal desventaja es su duración máxima de 6 años con
estrictos
mantenimientos
cada
2
años.
Los
mantenimientos para este tipo de estructuras tienen que ser tomados muy en cuenta ya que de ellos depende el buen Autor: José Luis Brito
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funcionamiento del invernadero ya que la madera es propensa a muchos daños dentro de esta estructura como polillas, pudrición por agua y torcedura o rotura por excesivo peso entre otros; lo cual podría ocasionar una alteración del normal desarrollo del cultivo durante su reposición (Mendieta, N. 2007).
Figura 2. Invernaderos tipo Capilla, con estructura de madera para la producción de tomate en Chile. (Mendieta, N. 2007) 3.2.3Mixtos.Son estructuras muy utilizadas en nuestro país debido a la flexibilidad que ofrecen en su construcción, ya que sus
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diferentes partes son de madera y otras de metal por lo cual realizando un buen trabajo en su construcción ofrecen las mismas cualidades que el invernadero de estructura de metal y su precio se reduce de manera significante con respecto a este (Mendieta, N. 2007).
Figura 3. Interior de un invernadero tipo Arco Gótico, de estructura mixta para la producción de tomate en el cantón Gualaceo (Mendieta, N. 2007) 3.2.4Aluminio.Normalmente estas estructuras son cubiertas con vidrio o policarbonato, sus principales ventajas radican en la
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variabilidad del diseño, mejor aislamiento térmico y alta resistencia a los daños ocasionados por el clima tanto interna como externamente. Por las ventajas antes mencionadas, estos invernaderos son utilizados por instituciones de investigación científica y por grandes compañías que se dedican a la producción de plántulas de elevado costo o de una manera tecnificada en su totalidad. Su mayor desventaja radica en su costo razón por la que son exclusivos en tamaños grandes, no así en pequeños invernaderos que son utilizados para el cuidado de plantas ornamentales dentro de muchos hogares (Mendieta, N. 2007). 3.3 Materiales de Recubrimiento.La aplicación de los diferentes recubrimientos a la producción
agrícola
ha
permitido
convertir
tierras
aparentemente improductivas en zonas de modernísima explotación agrícola, los avances tecnológicos en los últimos años permiten disponer de una amplia gama de opciones para la protección de los cultivos, desde el sistema que se emplea para su elaboración hasta la fotoselectividad para evitar y/o reducir la presencia de patógenos en los diferentes cultivos (Mendieta, N.2007).
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El área total mundial de invernaderos de vidrio esta estimada en 40.700 Ha, con el mayor numero de estos encontrados en Europa. En contraste con los invernaderos de vidrio, los invernaderos recubiertos de plástico han sido fácilmente adaptados en los 5 continentes, especialmente en la región Mediterránea, China y Japón. Las laminas de PVC para
invernaderos
aun
son
dominantes
en
Asia,
especialmente en Japón (35.200 Ha), y el polietileno de baja densidad también es usado en Italia (500 Ha) y Grecia. Las laminas de polietileno de baja densidad cubren un total de 149.000 Ha a 162.000 Ha; China es el mayor usuario de plásticos
agrícolas en el mundo, donde alrededor de mil
millones de personas (29% de la población mundial) están siendo alimentadas de tan solo el 5% de la tierra cultivada de dicho país (Wittwer & Castilla. 1995). Cuadro 3. Estimado mundial del uso de invernaderos de plástico. Región
Área (Ha)
Europa Norte
16.700
Mediterráneo
95.300
América
15.600
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Asia
138.200
Total mundial
265.800
Fuente: Wittwer & Castilla. 1995. 3.3.1. Vidrio.Las estructuras europeas de vidrio, las cuales hoy en día están siendo comúnmente construidas para la producción de hortalizas en el suroeste de los Estados Unidos, son muy diferentes de los invernaderos de polietileno y fibra de vidrio usados entre 1965 y 1990. Para adquirir un mayor crecimiento ambiental uniforme sin fluctuaciones rápidas de temperatura, se esta destinando un mayor volumen total del espacio dentro de un área dada de un invernadero. Otros materiales de vidrio tales como la fibra de vidrio, polivinil clorado, mylar y tedlar; han probado ser tan inapropiados e inconvenientes que el mismo vidrio debido a su alto costo (Jensen, M. & Malter, A. 1995). 3.3.2.
Plástico.-
Es vital hacer una selección adecuada del plástico para lograr los resultados deseados y reducir los riesgos de la inversión, no solamente en el material sino también en toda la Autor: José Luis Brito
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plantación. Los materiales requeridos en un invernadero específico se definen por gama de variables entre las cuales se pueden mencionar las siguientes:
Sistema de Fabricación.• Mono capa • Coextruídos Duración.• Resistencia al rasgado • Resistencia al envejecimiento • Flexibilidad Propiedades Coestabilizantes.• Resistencia a la acción de los pesticidas Luminosidad.• Transmisión global de la luz visible • Difusión de luz • Anti adherencia al polvo • Foto selectividad Sanidad Vegetal.-
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• Anti goteó • Antiáfidos • Foto selectividad Temperatura.• Termorreguladores Es de vital importancia para un buen funcionamiento del invernadero el cuidado que debemos tener al colocar el plástico en el mismo, teniendo en cuenta los siguientes aspectos: • Templar el plástico de tal manera que no queden arrugas en el mismo, especialmente en las cortinas. • No utilizar herramientas durante la colocación del plástico que puedan dañar al mismo. • En las fumigaciones con bombas a motor de mochila, evitar acercarse al plástico para evitar quemaduras del mismo • Tener cuidado de no fumigar los plásticos con productos azufrados ya que este elemento deteriora la calidad de los mismos.
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• Evitar la cercanía de arboles al invernadero ya que al romperse partes de estos podrían dañar los plásticos. • Evitar hacer caer el agua de bolsas formadas en las láminas de plástico con objetos puntiagudos, se debe extraer el agua con manguera y luego proceder a su arreglo. La diversidad de usos ha incidido en que el uso del plástico en la agricultura haya incrementado drásticamente en los últimos 10 años en nuestro país, siendo este el material de mayor acogida para la implementación del recubrimiento de invernaderos dentro del mismo (Mendieta, N. 2007).
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Figura 4. Invernadero cubierto de plástico para la producción de tomate con cerca protectora de carrizo para evitar daños por vientos en el cantón Sta. Isabel (Mendieta, N. 2007)
3.3.3.
Polietileno.-
Las laminas de polietileno eran muy similares a las de vidrio hasta 15 años atrás, cuando se introdujeron laminas que retardan la perdida de calor infrarrojo, se a reportado que estas laminas reducen el 20% del calor perdido desde el invernadero llegando a ser muy comunes en la industria actual, especialmente en Europa. Recientemente se a diseñado una lamina de polietileno desarrollada en Israel para permitir que niveles muy bajos de luz UV sea transmitida. Hay estudios realizados de que bloqueando la luz UV, las láminas tienen un efecto adverso sobre insectos voladores tales como Bemisia tabaci, áfidos y trips. La principal desventaja de este tipo de recubrimiento resulta básicamente en su elevado costo, razón por la que este tipo de láminas son usadas por grandes industrias agrícolas del mundo (Jensen, M. & Malter, A. 1995).
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4. La luz y la Fotosíntesis.La fotosíntesis es el método biológico mediante el cual las plantas sintetizan, a partir de la materia inorgánica, materia orgánica como azúcares y proteínas. Su nombre lo dice, requiere LUZ (foto) para poder realizar esas funciones anabólicas. La poción o banda de la luz visible que genera la fotosíntesis es la comprendida entre 400 y 700 nanómetros (luz visible). Se debe mencionar que la luz infrarroja y ultravioleta no son usadas por las plantas. El tiempo total de luz que debe recibir una planta es de al menos 6 horas. Esto no es problema en los países tropicales, pero constituye un reto en los países templados. En algunos cultivos de tomate, los productores han realizado pruebas sombreando las plantas y han mostrado resultados de mejores cultivos. Sin embargo, en estudios controlados, hasta un 1% de reducción de luz se ha comprobado que reduce 1% la fotosíntesis y, por ende, reduce 1% la productividad del cultivo hidropónico (Izquierdo, J. 2003). 4.1. Fotosíntesis Temprana e Intercepción de Luz.Una vez que las plántulas han sido trasplantadas a un sistema hidropónico, generalmente a estas se les proporciona Autor: José Luis Brito
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mas agua y nutrientes, humedad relativa y niveles de CO2 según lo requieran. Sin embargo, el porcentaje de fotosíntesis de un cultivo de invernadero es determinado por la energía solar que ingresa, la cual es frecuentemente un factor limitante. Así como en otros cultivos, los fotosintatos alimentan los frutos y el rendimiento es dependiente de la cantidad de luz disponible para la fotosíntesis. La densidad de plantas afecta la cantidad de luz disponible para la asimilación y las plantas son comúnmente espaciadas en una densidad de dos a tres plantas por metro cuadrado. Bajo condiciones de alta luminosidad en verano, se pueden mantener hasta cuatro plantas por metro cuadrado en un sistema hidropónico de alto rendimiento. Obviamente, diferentes invernaderos, materiales que producen sombra y estructuras del cultivo varían con respecto a cuanto de luz transmitida alcanza el cultivo; basada en estas variables, la densidad actual de plantas necesita ser determinada por el productor. Los aficionados deben evitar una sobrepoblación de plantas usando el estándar de 2.5 plantas por metro cuadrado, lo que permite el acceso a las plantas para las prácticas agrícolas, polinización, aspersión, cosecha
y
otras
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operaciones
de
mantenimiento.
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problemas con las diferentes enfermedades que se presentan en un cultivo de tomate son menos comunes donde las plantas tienen un adecuado distanciamiento y un buen flujo de aire en las capas bajas, mientras se maximiza la intercepción de la luz por las hojas. Así como bajos niveles de luz pueden limitar la producción de frutos de tomate, excesivos niveles de radiación solar pueden afectar negativamente al crecimiento del cultivo. Ya que la planta de tomate es considerada como una planta de altos niveles de luz, excesiva radiación pueden dar como resultado un crecimiento y rendimiento reducido, menos tamaño del fruto, plantas estresadas y tienden a incrementar la temperatura del ambiente del cultivo y pueden hasta “cocinar” al fruto cuando todavía esta en la planta. Las plantas que crecen bajo tales condiciones desarrollaran hojas mas gruesas con apariencia de cuero, para limitar la cantidad de área foliar expuesta y también como resultado del almacenamiento de fotosintatos producidos adicionalmente. Las hojas también pueden enrollarse (conforme el almidón se acumula en las células de las hojas) o apuntan hacia arriba; esto reduce la cantidad de luz que incide sobre la superficie
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de la hoja para limitar cualquier daño causado por los altos niveles de radiación. Los productores necesitan interpretar estos signos de estrés del cultivo y proporcionar alguna forma de pantalla térmica o malla sombreadora, ya sea dentro o fuera del invernadero o del área de cultivo para limitar la radiación incidente y los altos niveles de temperatura. La exposición directa del fruto al brillo solar puede desarrollar un sin numero de
desordenes
fisiológicos
incluyendo
principalmente
escaldaduras, rajaduras, caída prematura, tamaño reducido y corta vida en anaquel (Morgan, L. 1995). 5. Humedad.Para procurar las más adecuadas condiciones de asimilación es de gran importancia el sostenimiento de una humedad ambiente suficiente, puesto que esta ejerce una influencia directa en el trabajo que desempeñan los estomas. Caso de no existir suficiente humedad ambiente no seria posible la absorción de CO2 y, por lo tanto, no tendría lugar la asimilación. En este sentido son especialmente exigentes las plantas con un gran sistema foliar, pues transpiran mucha agua; tal es el caso del tomate. Autor: José Luis Brito
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En el cultivo del tomate, humedades relativas del aire inferiores al 90% son deseables, pues valores superiores favorecen el desarrollo de enfermedades criptogámicas, especialmente Botrytis, siendo óptimos valores del 70 al 80%, incluso con temperaturas nocturnas bajas de aire (13 °C). En condiciones de baja humedad relativa, la tasa de traspiración crece, lo que puede acarrear, especialmente en fase de fructificación cuando la actividad radicular es menor, estrés hídrico, cierre estomático y reducción de fotosíntesis. Valores extremos de humedad reducen el cuajado de tomate, valores muy altos, especialmente con baja iluminación, reducen la viabilidad del polen, pudiendo al limitar la evapotranspiración reducir la absorción de agua y nutrientes y generar déficit de elementos como el calcio, induciendo desordenes fisiológicos (podredumbre apical). Recientes investigaciones demuestran que la cosecha de tomate esta correlacionada, con la humedad media en 24 horas, y que valores elevados reducen la cosecha del mismo (Bakker, 1990 citado por Nuez, F. 1995).
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6. Calidad y Circulación del Aire.Las plantas en un cultivo de tomate hidropónico, si están en un sistema totalmente cerrado, requieren medios de ventilación y circulación del aire para generar CO2 y de esta manera aumentar la cantidad de carbono utilizable para la realización de la fotosíntesis y la generación de azúcares por parte de los frutos del cultivo. En invernadero, especialmente si las condiciones de ventilación no son optimas, la reducción del contenido de CO2 del aire (respecto al normal, que es del orden de 340 ppm) es importante, y seria deseable evitarla, especialmente en condiciones de alta radiación. Una estrategia de posible interés para los invernaderos, seria enriquecer con CO2 hasta valores del orden de 340 ppm, pues mantener niveles mas altos puede resultar muy costoso cuando hay que ventilar los mismos o si estos resultan ser poco herméticos. Limitar la reducción de CO2 mediante una ventilación mas eficiente es objeto deseable en los invernaderos instalados en climas cálidos, lo que contribuirá, asimismo, a limitar excesos térmicos y valores extremos de humedad del aire.
Autor: José Luis Brito
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Los efectos indirectos del viento sobre un invernadero son beneficiosos, al contribuir a mejorar la ventilación y renovar el aire, especialmente en invernaderos poco sofisticados. Una ligera brisa, tanto en cultivo protegido como al aire libre, se ha mostrado beneficiosa para la productividad de los cultivos (Garzoli, 1989 citado por Nuez, F. 1995). 7. Usos del Tomate Riñón.Pocos productos hortícolas permiten tal diversidad de usos como el tomate. Se puede servir crudo, cocido, estofado, frito, encurtido, como una salsa o en combinación con otros alimentos. Se puede usar como un ingrediente en la cocina y puede ser procesado industrialmente entero o como pasta, jugo, polvo, etc (Villareal, 1980 citado por Nuez, F. 1995). Tomates para consumo en fresco.Cuando se consume en fresco el tomate puede ser considerado como una fruta o como una hortaliza. Como fruta se come entero y como hortaliza se puede cortar a rodajas para bocadillos o a gajos para ensalada. Para estos usos se prefiere en general, los tomates de tamaño medio – grande con buen sabor y color. Otro uso del tomate en fresco es Autor: José Luis Brito
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como adorno de platos, en este caso se utilizan tomates de tamaño muy pequeño y redondos, los llamados tipo cereza o ¨cherry¨ (Nuez, F. 1995).
Tomates para procesado industrial.El rápido desarrollo de la industria para procesado del tomate en los países desarrollados en las recientes décadas, puede
ser
atribuido
a
una
serie
de
actividades
interrelacionadas entre las que destacan la investigación y desarrollo, que han dado lugar a la introducción de variedades mejoradas, técnicas de producción más eficientes y mejores métodos de procesado. La facilidad y rapidez con la que se procesan actualmente los tomates, dando lugar a varios productos, hace que sea una de las hortalizas más populares para la industria conservera y de procesados (Villareal, 1980 citado por Nuez, F. 1995). En
el
tomate
destinado
para
procesado,
características de calidad externa, como forma, color, y tamaño son importantes al igual que en el de consumo en fresco. Sin embargo, son mas importantes otros caracteres Autor: José Luis Brito
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relativos a la calidad interna, como acidez, contenido en azucares y materia seca. El tomate para procesado industrial una gran variedad de usos, entre los que se pueden destacar: tomate al natural pelado, jugos, purés, pastas y concentrado, salsas de tomate, tomate confitado, tomate en polvo y encurtido (Rodríguez y Delgado, 1975; Villareal, 1980 citado por Nuez, F. 1995). Tomate al natural pelado.Es simplemente el producto resultante de pelar, quitar el corazón y enlatar el tomate. Estas operaciones constituyen al menos el 65% del costo de las labores de procesado. Si el tomate no reúne las características concretas para se enlatado entero, puede ser previamente troceado (Nuez, F. 1995). Jugo de tomate.Es el producto compuesto de líquido y pulpa que se obtiene por presión del fruto maduro del que previamente se han eliminado pieles y semillas. Puede no contener especias, salvo sal en pequeñas cantidades o por el contrario incluir azúcar, condimentos, acido cítrico, especias y sal. El jugo de
Autor: José Luis Brito
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tomate también aparece en el mercado en forma concentrada (Nuez, F. 1995).
El puré, pastas y concentrado de tomate.Son los productos que se obtienen a partir del fruto maduro, triturado, pasado por tamiz y concentrado. La diferencia de cada uno de estos productos se establece por su contenido en sólidos solubles, que deben ajustarse a los siguientes límites: - Jugo de tomate: 4.5° Brix como mínimo - Puré de tomate: 5 – 12° Brix - Pasta de tomate: 12 – 18° Brix - Concentrado de tomate y jugo de tomate concentrado: más de 18° Brix Según su grado de concentración los concentrados pueden ser: - Concentrado simple: de 18 a 28° Brix - Concentrado doble: de 28 a 30° Brix Autor: José Luis Brito
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- Concentrado triple: más de 30° Brix Salsas de tomate.A partir de las conservas de tomate, al natural o concentrado, la industria prepara diversos tipos de salsas que se ofrecen al consumidor para ser utilizadas sin previa preparación culinaria y que cada día tienen mayor aceptación en el mercado (Nuez, F. 1995). De la gran variedad de salsas de tomate existentes dos son de mayor importancia: - Tomate frito.- Se parte de puré de tomate de 8 a 10o Brix al que se agrega aceite, azúcar, sal, pimienta blanca, cebolla, ajo, pimentón y almidón. Se puede aromatizar el producto con la adición de pequeñas cantidades de laurel o hierba buena finamente pulverizadas. - Salsa de tomate sazonada o kétchup.- Se puede hacer directamente de jugo de tomate después de eliminar las semillas, piel y corazón o bien a partir de concentrado de pulpa añadiéndole azúcar, vinagre, sal, cebollas y especias. Tomate en polvo.Este producto puede ser reconstituido para consumir como jugo o como un ingrediente en sopas. La deshidratación Autor: José Luis Brito
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en polvo debe poseer buenas cualidades de conservación y dispersarse rápidamente en el agua, dando lugar a un producto casi igual a la materia natural en cuanto a sabor, color y propiedades físicas y químicas (Nuez, F. 1995). Tomates confitados.Este tipo de tomates se produce en Taiwán a escala comercial impregnando lentamente el fruto con almíbar. La repetición de ebulliciones e introducciones en almíbar, van incrementando progresivamente la concentración de azúcar en el fruto hasta unos niveles suficientes para evitar que se estropee (Nuez, F. 1995). Tomates encurtidos.Los tomates pueden ser recolectados verdes de la misma forma que los pepinos. Tomates enteros o partidos se fermentan en una solución de salmuera más fuerte que la usada para los pepinos con el fin de minimizar la fermentación gaseosa. Después de fermentar completamente se sumergen en agua para eliminar la sal y se ponen en vinagre destilado hasta alcanzar el grado deseado de acidez. En este punto deben ser preparados para encurtido agrio o dulce. Este tipo de tomate suelen mezclarse con pepino, Autor: José Luis Brito
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cebolla y coliflor para la preparación de mezclas de encurtidos (Nuez, F. 1995).
8. Tipos Varietales.Las variedades utilizadas en un cultivo hidropónico de tomate son generalmente las mismas que en un cultivo de suelo. La más usada actualmente es Daniela por sus gratas características, siguiéndole en importancia, Rambo, Cristal, etc. En hidroponía, además de precocidades marcadas, se puede conseguir mayor calibre y dureza de fruto, lo que permite el uso de variedades de buen sabor y excelente condición durante todo el año, lo que no sucede en un cultivo con suelo debido principalmente a la falta de resistencia al transporte. Uno de los mayores atractivos de cualquier producto frente al consumidor es su diversidad. El tomate es una hortaliza que ha alcanzado una variedad de tipos muy extensa. Hay variedades con distinto aspecto exterior (forma, tamaño, color) e interior (sabor, textura, dureza), variedades destinadas para consumo en fresco o procesado industrial y Autor: José Luis Brito
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dentro de estos usos principales, muchas especializaciones del producto. En general las características mas apreciadas en el tomate para el consumo en fresco son un color, un sabor atractivo y gran versatilidad del producto (Nuez, F. 1995). 8.1. Variedades para consumo en fresco.Los caracteres exigibles para los tomates de consumo en fresco son
fundamentalmente:
- Porte abierto de la planta - Productividad - Precocidad - Calidad
externa
del
fruto
(forma,
color
y
homogeneidad) - Calidad interna (cualidades gustativas, dulzura y jugosidad) - Adaptación al sistema y ciclo de cultivo - Adaptación a condiciones ambientales de estrés - Resistencia a enfermedades Debido a la gran diversidad de tipos varietales de tomate para consumo en fresco resulta difícil adoptar un sistema de clasificación, razón por lo que a continuación se hace Autor: José Luis Brito
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referencia a los diferentes tipos ofrecidos por las casas productoras y comercializadoras de semillas (Nuez, 1991 citado por Nuez, F. 1995). Cuadro 4. Tipos de tomate para consumo en fresco. Tamañ
Acostillado
Tipo de
Tipo
o del
del Fruto
Crecimiento
Frutos
Liso o ligero
Indeterminado
Beefsteak
gruesos
………………
Determinado
Bush beefsteak
(+ 67
……..
………………
Americano
mm)
Medio o fuerte
…….
………………....
Deter. e
......
indeter.
Marmande
Indeterminado
Vemone
Determinado
Francés
Indeterminado
Moneymaker y
Fruto
Frutos
Liso o ligero
median os (57 – 67 mm) Frutos pequeñ
Lisos
canario
os
Autor: José Luis Brito
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(47 - 57 mm) Frutos
Lisos
Indeterminado
Cocktail
pequeñ
(redondos)
os
Cocktail
(- 47
(aperados)
mm) Frutos
Lisos
Indeterminado Cereza ¨cherry¨
muy
comestibles y
pequeñ
ornamentales
os (- 30 g)
Fuente: Nuez. 1991 citado por Nuez, F. 1995. Cada una de las variedades nombradas en la tabla 4, cuentan con sus respectivos híbridos, que debido a la fuerte competencia entre las casas productoras de los mismos trae como consecuencia una constante aparición de nuevas obtenciones que tienen, normalmente, una vida corta en el mercado y son desplazadas con rapidez por otras posteriores (Nuez, F. 1995).
Autor: José Luis Brito
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Figura 5. Tomate variedad “Beefsteak” (seeds.thompsonmorgan.com)
Figura 6. Tomate variedad “Marmande” (seeds.thompsonmorgan.com)
Autor: José Luis Brito
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Figura 7. Tomate variedad “Moneymaker” (seeds.thompson-morgan.com)
Figura 8. Tomate variedad “Cocktail” (Saluncar.com)
Autor: José Luis Brito
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Figura 9. Tomate variedad “Cereza” (Cherry) (seeds.thompson-morgan.com) 8.2. Variedades para procesado industrial.En general, las variedades para industria, por las características especificas de sus frutos se suelen recomendar para concentrado o pelado. Sin embargo, muchas variedades están igualmente indicadas para ambos tipos de uso e incluso para consumo en fresco (Nuez, F. 1995). 8.2.1.
Variedades para concentrado.-
Variedades: • Castone • Mystro • Cannery Row Autor: José Luis Brito
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• Nemador Híbridos: • Brigade • Centurión • Nema 1400 • Rossoconero 8.2.2.
Variedades para pelado.-
Variedades: • Macero II • Royal chico • Snake • Ural Híbridos: • Elko • Azteca • Zenith • Maximino • Alphapeel • Bandera • Tigre
Autor: José Luis Brito
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9. Sistemas de Cultivo Hidropónico.Antes de optar por un sistema determinado conviene analizar los factores de mayor influencia y elegir el de mejor comportamiento. Así,
las
fuertes
oscilaciones
térmicas
día/noche,
temperaturas extremas acusadas (máximas y mínimas) y ausencia de cualquier control climático en el invernadero, nos orienta a la elección de sustratos voluminosos y de porosidad gruesa (buena aireación) que por su mayor inercia térmica tendrán un mejor comportamiento en estas condiciones. Si contamos con calefacción de raíz, serán más convenientes los sustratos más húmedos, de pequeño volumen, más fáciles de calentar. Algo semejante ocurre en el caso de invernaderos no climatizados para plantaciones tempranas de primavera, en donde la planta pequeña permite la insolación directa del sustrato durante la mañana y su rápido calentamiento, lo que traduce en una mayor actividad vegetativa y más precoz entrada en producción, que para el tomate de primavera es importantísimo. Las aguas de calidad mediocre propiciaran el empleo de sustratos
de
Autor: José Luis Brito
porosidad
gruesa,
que
permitan
riegos 47
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excedentarios para el lavado de sales sin peligro de asfixia radicular. La
falta
de
nivelación
del
terreno
favorece
la
programación de riegos cuantiosos y en pequeño numero para minimizar al máximo las distorsiones producidas por carga y descarga de conducciones. En este caso serán favorables los sustratos voluminosos y con gran capacidad de agua útil. Los sustratos inertes son más fáciles de manejar que los que tienen algún tipo de actividad, pues las respuestas a cualquier actuación son inmediatas y sin comportamientos extraños.
No
obstante
una
moderna
capacidad
de
intercambio catiónico (menor a 20 - 25 meq) la consideramos favorable,
pues
tampona
los
pequeños
desajustes
u
oscilaciones del equipo de riego y suaviza la respuesta de los cambios voluntarios en pequeña medida (Nuez, F. 1995). Los sistemas de cultivo hidropónico se dividen en dos grandes grupos:
• Cerrados.- Son aquellos sistemas en los que la solución nutritiva re circula aportando de forma más o Autor: José Luis Brito
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menos continua los nutrientes que la planta va consumiendo paulatinamente. • Abiertos.- O llamados también a solución perdida, son aquellos
sistemas
en
los
que
los
drenajes
provenientes del cultivo son desechados. Dentro de estos dos grupos hay tantos sistemas como diseños de las variables de cultivo empleadas, como, sistema de riego (goteo, subirrigación, circulación de la solución nutritiva, tuberías de exudación, etc.); sustrato empleado (agua, materiales inertes, mezclas con materiales orgánicos, etc.); tipo de aplicación fertilizante (disuelto en la solución nutritiva, empleo de fertilizantes de liberación lenta aplicados al sustrato, sustratos enriquecidos, etc.) disposición del cultivo
(superficial,
sacos
verticales,
sacos
inclinados,
bandejas situadas a diferentes alturas, etc.); recipientes contenedores
del
sustrato
(contenedores
individuales,
contenedores múltiples, sacos plásticos preparados, etc.). A nivel mundial los sistemas cerrados son los mas extendidos, mientras que en países en vías de desarrollo la practica en explotaciones comerciales hidropónicas las hacen generalmente mediante sistemas abiertos (solución perdida), Autor: José Luis Brito
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adoptando un sistema de riego por goteo, dadas las condiciones generales de calidad de agua de riego y la exigencia de nivel técnico y económico que tienen los sistemas cerrados (Alarcón, A. 2003). 10. Sustratos.Las técnicas de cultivo del tomate han experimentado cambios rápidos y notables durante las ultimas cuatro décadas en Europa, y mas recientemente en los países latinoamericanos.
La
utilización
de
invernaderos
con
cobertura plástica, sistemas sencillos de control climático, equipos de riego y fertilización automatizados, etc., se han difundido ampliamente con el fin de mejorar el crecimiento y el desarrollo de la panta de tomate, consecuentemente, de aumentar la productividad e incrementar la calidad de los frutos. Unido
a
estos
cambios
tecnológicos,
se
viene
produciendo una sustitución gradual del cultivo tradicional en el suelo por el cultivo en sustrato. La principal razón de esta sustitución ha sido la existencia de factores limitantes para la continuidad del cultivo intensivo del tomate en el suelo natural,
particularmente
Autor: José Luis Brito
salinización,
enfermedades
y 50
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agotamiento de los suelos agrícolas (Abad, 1991; Cánovas, 1993; Martínez y García, 1993 citado por Nuez, F. 1995). De este modo, se han ido poniendo en practica, en pocos años, diferentes sistemas de cultivo sin suelo. Se están utilizando materiales (sustratos) ya conocidos en el cultivo hidropónico
en
otros
países,
pero
adaptando
sus
características y manejo a condiciones particulares, en este caso a España. Por otra parte, debe señalarse que el cultivo de las plantas en sustrato permite un control riguroso del medio ambiente
radicular,
particularmente
de
los
aspectos
relacionados con el suministro de agua y nutrientes, facilitando así una fuerte intensificación del cultivo (Jensen y Collins; FAO, 1990 citado por Nuez, F. 1995). Los sistemas de cultivo sin suelo de tomates más representativos, con los que se trabaja actualmente son: • Cultivos en sacos de arena • Cultivos en sacos de perlita • Cultivo en tablas y tacos de lana de roca • Cultivos en otros sistemas y materiales 10.1.Criterios para la elección de un Sustrato.Autor: José Luis Brito
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Las funciones mas importantes de un sustrato de cultivo son proporcionar un medio ambiente “ideal” para el crecimiento de las raíces y constituir una base adecuada para el anclaje o soporte mecánico de las plantas. La técnica del cultivo sin suelo del tomate pasa por diferentes etapas, todas ellas incidiendo en la optimización de la eficacia y la rentabilidad de este sistema de producción. La primera de estas etapas consiste en el estudio de la problemática que afecta a los materiales a utilizar como sustratos, especialmente su disponibilidad (inventario de recursos y reservas) y su aptitud para ser utilizadas como medios para el crecimiento de las plantas (caracterización de sus propiedades). Un elevado numero de materiales pueden ser utilizados con éxito, bien separadamente o bien en mezcla, en la preparación de los medios de cultivo de la planta del tomate. La elección de un material particularmente viene determinada por (Bunt, 1988; Handreck y Black, 1991; Martínez y García, 1993 citado por Nuez, F. 1995): a. Su suministro y homogeneidad.- Se invierte mucho trabajo, dinero y esfuerzo para poner a punto un sistema que permita preparar y manejar un sustrato Autor: José Luis Brito
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particular. Por otra parte, cada sustrato requiere su propio plan de riego y fertilización. Un cambio en la calidad del sustrato puede llegar a alterar el sistema completo, lo que puede ocasionar finalmente perdidas graves en la producción. Son particularmente difíciles de descubrir los cambios que no pueden ser detectados visualmente. Por todo ello, el material elegido
debe
reunir
las
características
de
disponibilidad abundante y homogeneidad. b. Su costo.- En una horticultura competitiva, el costo de los materiales utilizados es importante. Sin embargo, el costo del material no debe invalidar otros aspectos o factores, ya que el material elegido debe permitir alcanzar el objetivo propuesto con el mínimo de riesgos e inconvenientes. c. Sus propiedades.- Una vez que se conocen los costos y la disponibilidad del material, el siguiente paso es examinar con detalle las propiedades del mismo. Las analogías y las diferencias entre los distintos materiales utilizados como sustratos pueden ser comprendidas más fácilmente si las características de los
materiales
Autor: José Luis Brito
se
consideran
agrupadas
en 53
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propiedades
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físicas,
propiedades
químicas
y
propiedades biológicas. d. La experiencia local en su utilización.- La experiencia en el cultivo hidropónico del tomate se ha generado en países muy distantes de las regiones europeas en las que se esta practicando esta técnica. Existen diferencias marcadas entre estas zonas en aspectos tales como estructuras de los invernaderos y condiciones climáticas de los mismos, calidad de las aguas de riego, variedades y ciclos de cultivo, etc. Estas diferencias obligan al desarrollo de planes o programas
de
investigación,
experimentación
y
extensión, con objeto de ofrecer finalmente al agricultor un paquete tecnológico adecuado a sus condiciones particulares. Generalmente, estos factores son interdependientes y así, por ejemplo, la densidad aparente del material influirá sobre los costos de su transporte y manipulación y los de la infraestructura necesaria para su utilización. Del mismo modo, su resistencia mecánica y su mayor o menor receptividad para los agentes patógenos, determinan su
Autor: José Luis Brito
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durabilidad, que afectara de modo marcado a la amortización de las instalaciones. El factor individual más importante a la hora de elegir un determinado material como sustrato de cultivo del tomate es la ausencia de sustancias que sean toxicas para la planta (fitotoxinas). Un elevado numero de materiales cumplen esta condición y pueden, por tanto, ser utilizados con éxito, siempre
y
cuando
su
manejo
este
adaptado
a
los
requerimientos del medio y de la planta. 10.2.Características del Sustrato “Ideal”.Una cuestión que se plantea frecuentemente es: ¿Existe el sustrato ideal para el cultivo hidropónico del tomate? La respuesta obvia es no. El mejor medio de cultivo en cada caso variara de acuerdo con numerosos factores: tamaño y forma del saco contenedor, condiciones climáticas, sistemas de riego y fertilización, aspectos económicos, experiencia local en su utilización, etc. La planta del tomate puede ser sostenida y cultivada en diferentes tipos de materiales. De hecho, la planta puede ser cultivada y sobrevivir en cualquier medio de cultivo si las raíces pueden penetrar en el sustrato. Obviamente, la Autor: José Luis Brito
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supervivencia es un objetivo fundamental, por lo que han de llevarse a cabo continuas investigaciones a fin de encontrar el sustrato y las condiciones de cultivo optimas Para obtener buenos resultados en el crecimiento y el desarrollo de la planta del tomate, se requiere las siguientes características del medio de cultivo (Raviv et al., 1986; Abad, 1992; Martínez y García, 1993 citado por Nuez, F. 1995): Propiedades físicas.1) Elevada capacidad de retención de agua fácilmente disponible. 2) Suficiente suministro de aire. 3) Distribución del tamaño de las partículas que mantenga las condiciones antes mencionadas. 4) Baja densidad aparente. 5) Elevada porosidad. 6) Estructura estable que impida la contracción o hinchazón del medio. Propiedades químicas.1) Baja o moderada capacidad de intercambio catiónico, dependiendo de que la fertirrigación se aplique
Autor: José Luis Brito
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permanentemente
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o
de
modo
intermitente,
respectivamente. 2) Suficiente nivel de nutrientes asimilables. 3) Baja salinidad. 4) Elevada capacidad tampón y aptitud para mantener constante el pH. 5) Mínima velocidad de descomposición. Otras propiedades.1) Libre de semillas de malas hierbas, nematodos y otros patógenos. 2) Reproductibilidad y disponibilidad. 3) Bajo costo. 4) Fácil de mezclar. 5) Fácil de desinfectar y estabilidad frente a la desinfección. 6) Resistencia a cambios extremos físicos, químicos y ambientales. 10.3.Propiedades de los sustratos de cultivo.La primera etapa en la utilización de un sustrato en hidroponía es la caracterización del mismo, con objeto de conocer sus propiedades físicas, físico-químicas, químicas y biológicas. Las propiedades de los materiales son factores Autor: José Luis Brito
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dominantes, que determinan el manejo posterior del sustrato (contenedor, riego y fertilización).
10.3.1.
Propiedades Físicas.-
Las propiedades físicas de los medios de cultivo son de primerísima importancia. Una vez que el medio este en el contenedor, y la planta este creciendo en él, no es posible modificar las características físicas básicas de dicho medio. Esto contrasta con las características químicas de los sustratos, que pueden ser modificadas mediante técnicas de cultivo apropiadas, realizadas por el propio agricultor. La
caracterización
física
estudia
la
distribución
volumétrica del material sólido, el agua y el aire, así como su variación en función del potencial matricial. Los métodos de determinación de las relaciones aire-agua de los sustratos difieren de los métodos utilizados en los suelos con idéntico fin. Las curvas de retención de agua de los suelos agrícolas se miden usualmente en un amplio intervalo de succiones. Por el contrario, las plantas cultivadas en contenedores no pueden ser sometidas a tensiones hídricas elevadas, debido Autor: José Luis Brito
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al volumen limitado del medio en que crecen y se desarrollan. Es por esto que, en la determinación de las curvas de liberación de agua de los sustratos, se aplica un intervalo de succiones mucho mas estrecho (0 – 100 cm de tensión de columna de agua) (Nuez, F. 1995). • Espacio poroso total.- Es el volumen total del medio de cultivo no ocupado por partículas orgánicas ni minerales. Su nivel óptimo se sitúa por encima del 85% del volumen del sustrato (Abad et al., 1993 citado por Nuez, F. 1995). El total de poros existentes en un sustrato se divide entre: poros capilares de pequeño tamaño (menor a 30 µm), que son los que retienen el agua, y, poros no capilares o macroporos, de mayor tamaño (mayor a 30 µm), que son los que se vacían después de que el sustrato ha drenado, permitiendo así la aireación. Sin embargo, los poros no drenan completamente y una fina película de agua es retenida alrededor de las partículas del sustrato. Esta película de agua disminuye en espesor a medida que el medio se seca.
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La
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caracterización
del
volumen
poroso
muestra que la porosidad puede ser intraparticular, cuando se refiere a los poros situados en el interior de las partículas del sustrato, o interparticular, cuando esta constituida por los poros existentes entre las diferentes partículas. En adición, si el material presenta porosidad intraparticular, el comportamiento de los fluidos (fase acuosa y fase gaseosa) será distinto, según que esta porosidad sea abierta o cerrada. En el caso de porosidad cerrada, no existe comunicación posible entre los poros del interior de las partículas y los que están en
el
exterior,
entre
dichas
partículas.
En
consecuencia, los poros internos no influirán sobre la distribución del agua y del aire en el sustrato, siendo su único efecto el proporcionar cierta ligereza a dicho sustrato. Si, por el contrario, la porosidad es abierta, el agua puede circular por el interior de las partículas, pudiendo participar en consecuencia, en la nutrición hídrica de las plantas (Gras, 1987; Lemaire et al., 1989 citado por Nuez, F. 1995). Consecuentemente, una alta porosidad total no indica por si misma una buena estructura Autor: José Luis Brito
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del sustrato, sino que es necesario conocer la relación entre la fracción de la porosidad que proporciona el agua y aquella que proporciona la aireación. • Agua fácilmente disponible.- Es la diferencia entre el volumen de agua por el sustrato, después de haber sido saturado con agua y dejado drenar a 10 cm de tención matricial, y el volumen de agua presente en dicho sustrato a una succión de 50 cm de c. a. Se requiere una tención mínima de 10 cm para obtener un contenido mínimo de aire. El siguiente punto de importancia se refiere a las condiciones de humedad que no inhibirán el crecimiento vegetal. Muchos experimentos han demostrado que una tención de agua superior a 50 cm puede afectar desfavorablemente el crecimiento y el desarrollo de las plantas. El valor óptimo para el agua fácilmente disponible oscila entre el 20 y el 30% del volumen (Abad et al., 1993 citado por Nuez, F. 1995). Los poros que se mantienen llenos de agua después del drenaje del sustrato son los de menor Autor: José Luis Brito
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tamaño. Es necesario, entonces, distinguir entre: el agua que es retenida por el sustrato y que es accesible para la planta, y, el agua fuertemente retenida por el sustrato y que no es utilizable por la planta, ya que la succión aplicada por las raíces no supera la fuerza con la que el agua es retenida por las partículas del sustrato. Por lo tanto, y en relación con los sustratos, lo que interesa es la capacidad
de
retención
de
agua
fácilmente
disponible y no la capacidad de retención total de agua (Martínez y Burés, 1988 citado por Nuez, F. 1995). Un sustrato puede tener baja capacidad de retención de agua fácilmente disponible porque (Bunt, 1988 citado por Nuez, F. 1995): a. su porosidad total es baja. b. los poros son grandes y gran parte del agua se pierde por gravedad. c. los poros son muy pequeños y la planta es incapaz de extraer una parte importante del agua antes de marchitarse. d. combinación de las situaciones anteriores.
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• Agua de reserva.- Es la cantidad de agua (% en volumen) que libera un sustrato al pasar de 50 a 100 cm de c. a. El nivel óptimo se sitúa entre el 4 y el 10% en volumen (Abad et al., 1993 citado por Nuez, F. 1995). El límite de 100 cm de tención se ha encontrado experimentalmente, trabajando con especies del género Ficus. No es recomendable, para las plantas ornamentales cultivadas en sustrato, que la tención del agua en este supere los 100 cm de c. a. durante el cultivo. En el caso de plantas hortícolas, como el tomate, se ha señalado que se pueden alcanzar tenciones de hasta 300 cm de c. a. sin afectar de modo significativo el crecimiento vegetal (Martínez y Burés, 1988 citado por Nuez, F. 1995). Se define el *Agua Total disponible* de un sustrato como la suma del agua fácilmente disponible mas el agua de reserva. Su valor optimo varia entre el 24 y el 40% del volumen del sustrato (Abad et al., 1993 citado por nuez, F. 1995). El *Agua Fácilmente Disponible* es el volumen de
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agua retenido por el sustrato a la tensión de 100 cm de c. a. • Capacidad de aireación.- Se define como la proporción del volumen del medio de cultivo que contiene aire después de que dicho medio ha sido saturado con agua y dejado drenar, usualmente a 10 cm de tención. El nivel óptimo de capacidad de aireación oscila entre el 20 y el 30% en volumen (Abad et al., 1993 citado por Nuez, F. 1995). Las raíces requieren oxigeno para mantener su actividad metabólica y su crecimiento. Un déficit temporal de oxigeno puede reducir el crecimiento de las raíces y la parte aérea, pero condiciones de anaerobiosis durante varios días pueden llegar a provocar la muerte de algunas raíces. El oxigeno es también requerido por los microorganismos y, por tanto, las plantas cultivadas en sustratos orgánicos, con una elevada población microbiana, requieren el doble o mas oxigeno que las plantas cultivadas en suelos minerales, sin abundante materia orgánica. El oxigeno es transferido hacia las raíces (mediante difusión) a través de la lamina de agua Autor: José Luis Brito
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que las rodea. La velocidad de difusión del oxigeno es 104 veces mas pequeña en el agua que en el aire. Así pues, el espesor de la lámina de agua alrededor
de
las
raíces
es
de
marcada
importancia. Si la textura y la estructura del sustrato son tales que la mayoría de los poros permanecen llenos de agua después del riego, el suministro de oxigeno se vera reducido de modo severo, el CO2 se acumulara, se producirá una liberación de etileno, etc., todo lo cual resultara en una inhibición del crecimiento y, a veces, en el marchitamiento de la planta (Raviv et al., 1986 citado por Nuez, F. 1995). La distribución del tamaño de los poros es el factor clave en el estado hídrico y aéreo de los sustratos. La altura o profundidad del contenedor tiene un efecto marcado sobre el contenido en aire del sustrato. Cuanto mas alto es el contenedor, mayor es el contenido en aire. Cuando se usan contenedores pequeños o poco profundos, son preferibles los sustratos de textura gruesa, que
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mantienen una aireación adecuada (Spomer, 1974 y 1975 citado por Nuez, F. 1995). • Distribución del tamaño de las partículas.- El tamaño de las partículas afecta al crecimiento de las plantas a través del tamaño de los poros. La distribución del tamaño de las partículas y de los poros determina el balance entre el contenido en aire y agua del sustrato, a cualquier nivel de humedad. Los materiales de textura gruesa, con tamaño de partícula superior a 0.9 mm, con poros grandes, superiores
a
100
µm,
retienen
cantidades
reducidas de agua y están bien aireados. Los materiales finos, con partículas inferiores a 0.25 mm y tamaño de poros inferior a 30 µm, retienen grandes cantidades de agua difícilmente disponible y están mal aireados. El mejor sustrato se define como aquel material de textura gruesa a media, con una distribución del tamaño de los poros entre 30 y 300 µm, equivalente a una distribución del tamaño de las partículas entre 0.25 y 2.5 mm, que retiene suficiente agua fácilmente disponible y
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posee, además, un adecuado contenido en aire (Puustjärvi, 1983 citado por Nuez, F. 1995). Muchos sustratos (arena, grava, perlita, etc.) están constituidos por una mezcla de partículas con tamaños diferentes. Las propiedades de estos sustratos varían en función de la distribución del tamaño de sus partículas, siendo por tanto de importancia
fundamental
la
caracterización
granulométrica de los materiales utilizados como medio de cultivo. • Densidad aparente.- se define como la masa seca del material solido por unidad de volumen aparente del medio húmedo, es decir, incluyendo el espacio poroso entre las partículas. La
densidad
aparente
juega
un
papel
importante ya que los sustratos y los contenedores se transportan durante su manejo y manipulación y, consecuentemente, su peso a de ser tenido en cuenta. En adición, el anclaje de las plantas debería
ser
también
considerado
como
un
parámetro de importancia. En los invernaderos, donde el viento no es un factor limitante, la densidad aparente del sustrato Autor: José Luis Brito
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puede ser tan baja como 0.150 g/cm3 (White, 1974; Poole et al., 1981 citado por Nuez, F. 1995). 10.3.2.
Propiedades Químicas.-
Las propiedades químicas de los sustratos caracterizan las transferencias de materia entre el sustrato y la solución del sustrato: Reacciones de disolución e hidrólisis de los constituyentes
minerales
(química),
reacciones
de
intercambio de iones (físico – química) y reacciones de biodegradación de la materia orgánica (bioquímica). Los materiales orgánicos son los componentes que contribuyen en mayor grado a la química de los sustratos, debido principalmente a la formación y presencia de las sustancias húmicas, el producto final mas importante de la descomposición de la materia orgánica. • Capacidad de intercambio catiónico.- Se define como la suma de los cationes cambiables que pueden ser adsorbidos por unidad de peso (o de volumen) del sustrato. Dichos cationes quedan así retenidos frente al efecto lixiviante del agua y están usualmente disponibles para la planta.
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El
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valor
optimo
para
la
capacidad
de
intercambio catiónico de los sustratos depende estrechamente de la frecuencia de la fertirrigación. Si esta se aplica permanentemente, la capacidad de adsorción de cationes no representa ninguna ventaja, siendo recomendable en este caso la utilización de materiales inertes, con muy baja o nula capacidad de intercambio catiónico. Si, por el contrario, la fertirrigación se aplica de modo intermitente, será interesante la utilización de sustratos con moderada o elevada capacidad de intercambio catiónico, en todo caso superior a 20 meq/100 g (Abad et al., 1993 citado por Nuez, F. 1995). Los materiales orgánicos poseen una elevada capacidad de intercambio catiónico y una alta capacidad tampón frente a cambios rápidos en la disponibilidad de los nutrientes y en el pH. Una capacidad presenta
de un
intercambio deposito
de
catiónico reserva
elevada para
los
nutrientes, mientras que los materiales con baja capacidad de cambio, como la mayoría de los sustratos minerales, retiene cantidades reducidas Autor: José Luis Brito
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de nutrientes y requieren una aplicación frecuente y regular de fertilizantes. Se pueden prevenir los cambios rápidos en la acidez o la alcalinidad de los sustratos, usando materiales orgánicos en las mezclas
del
cultivo
(Puustjärvi,
1977;
Penningsfeld, 1978 citado por Nuez, F. 1995). La
materia
orgánica,
especialmente
las
sustancias húmicas, contienen grupos funcionales cargados negativamente (carboxílico, fenólico, enólico, etc.), que son los responsables de la capacidad de los materiales orgánicos para retener los cationes en forma no lixiviable. Durante el proceso de intercambio catiónico, los iones orgánicos cargados negativamente son capaces de adsorber gran variedad de cationes en proporciones variables, en función de la afinidad del catión por los centros de adsorción y de su concentración en la disolución. La capacidad de los sustratos orgánicos para adsorber cationes metálicos depende del pH: Cuanto mas alto es el pH, más elevada es la capacidad de intercambio catiónico. Para una turbia rubia, la capacidad de intercambio catiónico Autor: José Luis Brito
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se incrementa desde 50 hasta 100 meq/100 g cuando el pH aumenta desde 3.5 hasta 5.5. Como consecuencia del encalado de las turbas rubias, se incrementa la capacidad de intercambio catiónico y se aumenta la proporción de cationes que pueden ser adsorbidos sobre los centros activos. Ciertos
minerales
de
naturaleza
arcillosa
(vermiculita), tienen la propiedad de adsorber o fijar
cationes
sustituciones
superficialmente,
catiónicas
o
isomorfas
mediante en
los
que
los
cristales del mineral. Algunos
autores
han
indicado
materiales para el cultivo hidropónico de hortalizas, como el tomate, deberían presentar una bajísima o nula capacidad de cambio catiónico, es decir, deberían ser químicamente inertes, con objeto de permitir un mejor control nutricional de las plantas o bien, de evitar problemas de salinización excesiva del sustrato (Lemaire et al., 1989 citado por Nuez, F. 1995). • Disponibilidad de nutrientes.- La mayoría de los sustratos minerales no se descomponen biológica ni químicamente y, desde un punto de vista Autor: José Luis Brito
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practico, se pueden considerar desprovistos de nutrientes. Por el contrario, los sustratos orgánicos difieren marcadamente entre si en el contenido de nutrientes asimilables. Así, algunos (turba, mantillo de bosque, etc.) poseen un nivel reducido de nutrientes
asimilables,
(composts)
mientras
presentan
que
niveles
otros
elevados,
dependiendo dicho nivel del origen del compost y del proceso de compostaje. En cualquier caso, y para un crecimiento optimo de las plantas, deberían añadirse siempre nutrientes adicionales como fertilizantes de base y/o como fertilizantes durante el ciclo de cultivo (fertilización de cobertera) (Raviv et al., 1986 citado por Nuez, F. 1995). La cuantía y la frecuencia de la fertilización dependen
de
la
capacidad
de
intercambio
catiónico del sustrato y del régimen de riego. Una capacidad aumenta
de la
intercambio eficiencia
de
catiónico la
elevada
aplicación
de
fertilizantes de base durante el proceso de fabricación del sustrato. Cuando se usan sustratos Autor: José Luis Brito
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con baja capacidad de intercambio catiónico, los fertilizantes se aplican usualmente a través del sistema del riego (fertirrigación). Se alcanza frecuentemente un crecimiento óptimo de las plantas, en el cultivo hidropónico del tomate sobre sustratos orgánicos, cuando una aplicación moderada de abonos de liberación lenta o
progresiva
es
complementada
con
una
fertilización a través del riego (fertirrigación) (Cadahía, 1988 citado por Nuez, F. 1995). En todo caso, y para conocer si el plan de fertilización es correcto, es necesario comparar la disolución nutritiva de riego con la del sustrato y los
drenajes,
pudiéndose
complementar
la
información con el análisis de tejidos vegetales y la observación visual del aspecto de las plantas. • Salinidad.- Se refiere a la concentración de sales solubles presentes en la solución del sustrato. Las causas que provocan un incremento en la salinidad del sustrato, después de estar este colocado en el contenedor, son (Bunt, 1988; Lemaire et al., 1989 citado por Nuez, F. 1995):
Autor: José Luis Brito
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1) La presencia de fertilizantes insolubles, como los de liberación lenta, cuando se degradan para producir nitratos, o bien, cuando liberan sales mediante difusión, en una cuantía superior a las cantidades absorbidas o lixiviadas. 2) Cuando la cantidad de sales aportadas con el agua de riego o la solución fertilizante es superior a las cantidades absorbidas por las plantas o las perdidas por lixiviación. 3) Cuando el sustrato presenta una elevada capacidad de intercambio cationico y, al mismo
tiempo,
se
descompone
con
el
transcurso del cultivo, liberando nutrientes. Todas prevenidas
estas en
situaciones
gran
parte
pueden conociendo
ser las
cantidades de fertilizantes requeridas por el cultivo y evitando las aplicaciones excesivas de abonos. Un
incremento
en
la
salinidad,
si
se
presentase, puede ser prevenido, o corregido, mediante lixiviación controlada. Otras medidas para aumentar los efectos de la salinidad, son: Autor: José Luis Brito
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mantener el medio de cultivo húmedo, no aplicar soluciones fertilizantes con elevada fuerza iónica cuando el medio esté seco, y, reducir el estrés de las plantas mediante sombreado e incremento de la humedad relativa ambiente. La respuesta de la planta del tomate a la salinidad depende de la edad de esta, de las condiciones ambientales y de las prácticas de manejo del cultivo. La fase de crecimiento inicial (vegetativo) es más sensible a las sales que las faces
de
crecimiento
(reproductivo).
Las
posterior plantas
y
desarrollo
cultivadas
en
condiciones ambientales frescas y húmedas, o durante las épocas no calurosas del año, son más tolerantes a la salinidad que aquellas cultivadas durante períodos más cálidos, con baja humedad relativa y/o elevada transpiración. Por último, en la práctica del riego en el cultivo hidropónico del tomate,
el
agua
se
maneja
de
manera
excedentaria, con objeto de evitar, por lavado, la acumulación de sales. Este exceso varia en función de la época del año, el estado de
Autor: José Luis Brito
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desarrollo de la planta y de la cantidad del agua de riego. En el cultivo sin suelo del tomate, el nivel optimo
de
la
salinidad,
determinada
en
la
disolución del sustrato, oscila entre 3 y 5 dS/m (Escudero, 1993 citado por Nuez, F. 1995). • pH.- La planta del tomate puede sobrevivir en un amplio intervalo de pH del sustrato sin sufrir desórdenes fisiológicos aparentes, siempre y cuando todos los nutrientes se suministren en forma asimilable. No obstante, el crecimiento y el desarrollo de las plantas se ven reducidos de modo marcado en condiciones de acidez o alcalinidad extremas. El pH ejerce sus efectos principales sobre la asimilabilidad de los nutrientes, la capacidad de intercambio catiónico y la actividad biológica. Bajo condiciones de cultivo intensivo, se recomienda mantener el pH del sustrato dentro de un intervalo reducido.
Autor: José Luis Brito
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Nivel óptimo en el cultivo sin suelo del tomate: pH (disolución del sustrato) 5.5 a 6.8 (Escudero, 1993 citado por Nuez, F. 1995). La asimilabilidad de los elementos nutritivos es afectada de modo marcado por el pH. Con pHs de 5.0 a 7.0, la mayoría de los nutrientes mantienen su máximo nivel de asimilabilidad. Por debajo de pH 5.0 pueden presentarse deficiencias de N, K, Ca, Mg, B, etc., mientras que por encima de pH 7.0 pueden disminuir la asimilabilidad de Fe, P, Mn, B, Zn y Cu. Los óxidos metálicos (de Fe, Mn, Cu, Zn, etc.) se hacen más solubles al bajar el pH (por debajo de 5.0), pudiendo llegar a resultar fitotóxicos. Los
materiales
orgánicos
poseen
mayor
capacidad tampón (en un amplio intervalo de pH) que los materiales minerales. Si el pH de un sustrato orgánico esta fuera del intervalo recomendado, se debería llevar a cabo el ajuste de dicho pH. En el caso de sustratos ácidos (turba), se requiere la adición de cal o dolomita para provocar un incremento en el pH. El pH alcalino de los sustratos básicos (cortezas) puede Autor: José Luis Brito
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reducirse mediante la adición de azufre. Las cantidades de cal o azufre a añadir al sustrato depende de su pH original y de su capacidad de intercambio catiónico, siendo las necesidades de enmienda tanto mayores cuanto mayor es la capacidad de cambio del material (Martínez et al., 1988 citado por Nuez, F. 1995). El pH alcalino de algunos materiales minerales inertes puede ser neutralizado por la solución nutritiva, ya que su poder tampón es prácticamente nulo. • Relación Carbono/Nitrógeno.- La relación C/N se usa tradicionalmente como un índice del origen de la materia orgánica, de su madurez y de su estabilidad. Los daños que aparecen sobre las plantas
cultivadas
en
materiales
orgánicos
inmaduros son debidos tanto a la inmovilización del nitrógeno como a una baja disponibilidad de oxigeno en la rizosfera. Esta situación esta provocada
por
la
microorganismos,
que
actividad
de
descomponen
los los
materiales orgánicos crudos y utilizan el nitrógeno para la síntesis de sus proteínas celulares. El Autor: José Luis Brito
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oxigeno es también consumido por la actividad microbiana. Una relación C/N inferior a 20 es considerada como optima para el cultivo en sustrato y es un índice de un material orgánico maduro y estable (Abad et al., 1993 citado por Nuez, F. 1995). 10.3.3.
Propiedades Biológicas.-
Un examen detallado de las propiedades de los sustratos hortícolas no debe finalizar sin el estudio de sus propiedades biológicas. • Velocidad
de
descomposición.-
Todos
los
sustratos orgánicos, incluso los relativamente estables,
son
susceptibles
biológica
continua,
viéndose
de
degradación
favorecida
esta
situación por las condiciones ambientales que prevalecen en los invernaderos. La población microbiana es la responsable de dicho proceso, pudiendo resultar finalmente su actividad biológica en deficiencias de oxigeno y de nitrógeno, liberación de sustancias fitotóxicas y contracción del sustrato. Así pues, la descomposición de la materia orgánica en los medios de cultivo, Autor: José Luis Brito
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considerada de
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modo global, es desfavorable
desde el punto de vista hortícola, debiéndose tomar precauciones con objeto de minimizar sus efectos sobre las plantas. La disponibilidad de compuestos biodegradables (carbohidratos, ácidos grasos y proteínas) determina la velocidad de descomposición. Por otra parte, las condiciones de cultivo deberían ser también consideradas: si el cultivo se prolonga durante largos periodos de tiempo, resulta recomendable el uso de materiales más estables (turba o cortezas), mientras que si las plantas son de crecimiento rápido, pueden prosperar en materiales menos resistentes a la degradación (Raviv et al., 1986 citado por Nuez, F. 1995). • Efectos de los productos de descomposición.Muchos de los efectos biológicos de los sustratos orgánicos son directamente atribuibles a los ácidos húmicos y fúlvicos, que son los productos finales de la degradación biológica de la lignina y la hemicelulosa. Una gran variedad de funciones vegetales, tanto a nivel de célula como de órgano, son afectadas positivamente por los ácidos Autor: José Luis Brito
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húmicos y fúlvicos. Las sustancias húmicas actúan, asimismo, como transportadoras de los micronutrientes
para
las
plantas
(Chen
y
Stevenson, 1986 citado por Nuez, F. 1995). • Actividad
reguladora
del
crecimiento.-
Es
conocida la existencia de actividad auxínica (que controla el crecimiento celular y la iniciación de raíces) en los extractos de muchos materiales orgánicos utilizados en los medios de cultivo de las plantas. Ya que dicha actividad hormonal no ha podido ser relacionada directamente con las sustancias húmicas, se ha atribuido a un efecto sinérgico entre las auxinas (bien producidas naturalmente por las plantas, bien aplicadas exógenamente) y los compuestos fenólicos que están presentes en dichos materiales como consecuencia compuestos
de
la
orgánicos,
degradación especialmente
de
los
lignina
(Raviv et al., 1986 citado por Nuez, F. 1995). 10.4.Clasificación de Materiales usados como Sustratos.Existen diferentes criterios de clasificación de los sustratos, basados en el origen de los materiales, su
Autor: José Luis Brito
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naturaleza,
sus
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propiedades,
su
capacidad
de
degradación, etc. La clasificación que se presenta a continuación intenta recoger las diferencias más relevantes desde el punto de vista de la utilización hortícola de los sustratos (Zuang y Musard, 1984; Moinereau et al., 1987; Martínez y Burés, 1988 citado por Nuez, F. 1995). 10.4.1.
Materiales Inorgánicos.- De origen natural.- Se obtienen a partir de rocas o minerales de origen diverso, modificándose muchas veces de modo ligero mediante tratamientos físicos sencillos. No son biodegradables (arena, grava, tierra volcánica, etc.). - Transformados o tratados.- A partir de rocas o minerales, mediante tratamientos físicos, y a veces también químicos, más o menos complejos, que modifican notablemente las características de los materiales de partida (lana de roca, perlita, arcilla expandida, vermiculita, etc.). - Residuos y subproductos industriales.- Comprende los
materiales
procedentes
de
muy
distintas
actividades industriales (escorias de alto horno, estériles de carbón, ladrillo molido, etc.). Autor: José Luis Brito
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10.4.2.
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Materiales Orgánicos.- De origen natural.- Se caracterizan por estar sujetos a
descomposición
biológica
(turbas
rubias
y
negras). - De
síntesis.-
Son
polímeros
orgánicos
no
biodegradables, que se obtienen mediante síntesis química (espuma de poliuretano, espuma de urea– formal–dehído, poliestireno expandido, etc.). - Subproductos agrícolas,
y
residuos
industriales
y
de
las
actividades
urbanas.-
Muchos
materiales de este grupo deben experimentar un proceso de compostaje para su utilización como sustratos (pajas de cereales, estiércoles, cortezas de arboles, serrín, fibra de madera, fibra de coco, residuos sólidos urbanos, lodos de depuración de aguas residuales, etc.). Las características de los materiales usados como sustratos que se describirán a continuación son los más utilizados en los cultivos hidropónicos en diferentes países del mundo. Agua.-
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De todos los métodos de cultivo sin suelo, el cultivo en agua, por definición, es el autentico cultivo hidropónico. El cultivo en agua incluye también el cultivo aeropónico. En los sistemas aeropónicos, las raíces de las plantas están suspendidas dentro de una cámara completamente oscura, en la cual se inyecta la solución de nutrientes periódicamente a través de toda ella, para de esta forma poder mantener el 100% de humedad relativa. En el cultivo en agua las raíces de las plantas están suspendidas en un medio liquido (solución de nutrientes), mientras que a partir de la corona o cuello radicular las plantas se mantienen en una cama muy fina de medio inerte (Resh, H. 1987). Arena.El cultivo en arena es el método de cultivo sin suelo más ampliamente utilizado, adaptándose particularmente bien a zonas desérticas como las existentes en el Medio Oriente y norte de África. En México y en los países del Medio Oriente, donde los proyectos de invernadero se establecieron en la costa, la arena normal de playa fue la utilizada como medio de cultivo. Una vez que dicho medio estuvo lavado y libre de los excesos de sales, se procedió bien a la siembra directa o bien al trasplante. En el suroeste de USA se utiliza arena Autor: José Luis Brito
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lavada de rio, procurando que no sea la arena usada para mortero, puesto que esta es demasiado fina y suele sedimentarse formando barros, originados por la vibración de la arena al paso del agua desde la superficie, motivados por la existencia de un alto porcentaje de limo y arena fina. El agregado a utilizar deberá de lavarse para dejarlo libre de limo mas fino y arcilla. Deberá también estar relativamente libre de partículas mayores de 2 mm de diámetro o menores de 0.6 mm. Una arena para cultivo cernida propiamente deberá drenar con facilidad y no embarrarse fácilmente después de un riego con gran cantidad de agua. Deberán evitarse los agregados blandos y con tendencia a desintegrarse; no obstante, es imposible de evitar el uso de estas partículas en la zona donde solamente exista arena caliza. En estos casos deberá efectuarse diariamente adición de nutrientes y el ajuste de pH (Resh, H. 1987).
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Figura 10. Saco de arena preparado para el trasplante de tomate (Nuez, F. 1995) Lana de Roca.Se
trata
de
un
producto
mineral
transformado
industrialmente por temperaturas elevadas. Básicamente es un silicato alumínico que también contiene calcio y magnesio, y, en menor proporción, hierro y manganeso. La utilización de la lana de roca o rockwool en horticultura se inicio en Dinamarca a finales de los años 60. Autor: José Luis Brito
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Se prepara a partir de una mezcla de rocas basálticas, piedra caliza y carbón de coque, en la relación ponderal 3-1-1, que se funde a unos 1600 °C. En algún caso, el material de partida es totalmente diferente (escoria de alto horno). La masa fundida se lanza sobre unas ruedas que giran a gran velocidad, de donde sale expelida en forma de fibras de unos 0.005 mm de grosor, que se enfrían mediante corrientes de aire. La longitud y el espesor de las fibras individuales vienen reguladas por la velocidad del rotor, la temperatura de la mezcla y otros factores. Las fibras se comprimen en bloques (tacos) o planchas (tablas), de diferentes tamaños y características, o se granulan. Durante el proceso de fabricación
se
añaden
materiales
que
proporcionan
estabilidad y capacidad para absorber o repeler el agua. En la forma repelente al agua, el aire es retenido dentro de los gránulos, aunque el medio circundante se encuentre saturado de agua, proporcionando, de este modo, aireación a las raíces que se encuentren en el interior de dichos gránulos. La lana de roca comúnmente utilizada en el cultivo hidropónico del tomate es del tipo absorbente. Se comercializan diferentes marcas de lana de roca, que difieren entre si en el espesor de las fibras, la densidad de las
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mismas, la cantidad de estabilizante y mojante añadidos, etc. (Smth, 1987; Sonneveld, 1989; FAO, 1990 citado por Nuez, F. 1995). Estas diferencias influyen de modo marcado sobre las propiedades del sustrato y su manejo posterior, bajo condiciones de cultivo en campo.
Figura 11. Cultivo de tomate en tacos y tablas de lana de roca (Nuez, F. 1995) Perlita.La perlita es un material silíceo de origen volcánico extraído de los ríos de lava. El mineral recién sacado se muele y cierne, calentándole a continuación en hornos, precalentando el material a 300 – 400 °C, para luego depositarlos en hornos a 1000 -1100 °C durante un corto periodo de tiempo. Razón por la cual se evapora la poca
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cantidad de agua contenida en las partículas, disgregándose estas a otras mas pequeñas con aspecto de semillas esponjosas muy ligeras, con peso de 5 a 8 libras/pie3. Las altas temperaturas del proceso nos dan un material estéril. En las aplicaciones hortícolas el tamaño de partículas más utilizado es de 2 mm. La perlita absorbe de tres a cuatro veces su peso en agua, siendo esencialmente neutra con un pH de 6.0 a 8.0, aunque sin capacidad tampón; a diferencia de la vermiculita, no tiene capacidad de intercambio iónico y no
contiene
nutrientes
minerales.
Es
mas
útil
para
incrementar la aireación de las mesclas, ya que tiene una estructura muy rígida que, mientras dura da lugar a que el tamaño de las partículas vaya disminuyendo conforme estas se parten con el uso. El tamaño mas fino es útil como medio de germinación, mientras que las partículas mayores u hortícolas son las apropiadas para mezclarlas con turba a partes iguales para bancadas de enraizamiento o a partes iguales con arena y turba para cultivo (Resh, H. 1987).
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Figura 12. Cultivo sin suelo de tomate en sacos de perlita (Nuez, F. 1995) Turba.La turba consiste en vegetación acuática, pantanosa o de ciénaga parcialmente descompuesta. La composición de los
diferentes
dependiendo
depósitos de
la
de
turba
vegetación
varía original,
ampliamente, estado
de
descomposición, contenido mineral y grado de acidificación.
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De los tres tipos de turba; turba de musgo, de cañaveral y de humus, la primera es la menos descompuesta, y proviene de Sphagnum, Eriophorum y otros musgos, teniendo una alta capacidad de retención de humedad (diez veces su peso en seco), con acidez elevada (pH de 3.8 a 4.5) y conteniendo una pequeña cantidad de N (cerca de 1%), aunque con poco o nada de fósforo y potasio. La turba que proviene de otras clases de musgos se deshace con facilidad, comparada con la originada por el Sphagnum, siendo, pues, esta preferible. Las turbas de cañaveral y otras plantas acuáticas también se descomponen rápidamente. La
turba
de
Sphagnum
esta
formada
por
la
deshidratación de residuos recientes o incluso partes vivas de plantas ácidas de pantanos del género anteriormente nombrado. Es relativamente estéril, ligera en peso y tiene una elevada
capacidad
de
retención
de
agua,
siendo
generalmente picada antes de utilizarla como medio de cultivo (Resh, H. 1987).
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Figura 13. Cultivo de tomate en planchas de turba prensada (Nuez, F. 1995) Serrín.El serrín fue adoptado en la región costera de la Columbia Británica como medio de cultivo, a causa de su bajo costo, ligereza y disponibilidad. Un serrín moderadamente fino, o mezclado con una buena proporción de virutas planas, suele ser el más adecuado, a causa de que la humedad se
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difunde lateralmente mejor con estos que con el serrín grueso. Aunque otros medios tales como la turba o mesclas de serrín con arena y/o turba han sido probados con éxito, son mas caros que el serrín y, por tanto, deberán utilizarse solamente cuando este sea difícil de conseguir. Una precaución que deberá tomarse siempre con el serrín es determinar su contenido en cloruro sódico. Las maderas son transportadas en barcazas por el océano y a menudo permanecen en el agua algunos meces antes de ir al aserradero. Durante este tiempo absorben agua de mar, y de esta forma adquieren la sal (cloruro sódico), en niveles tóxicos para las plantas. Así, pues, tan pronto como se reciba el serrín, deberán tomarse muestras de el y analizar su contenido en cloruro sódico. En caso de encontrar alguna cantidad significante de este (mayor de 10 ppm), el serrín deberá de ser completamente lavado con agua pura, una vez que se coloque en las bancadas y antes de efectuarse la plantación. Este proceso de lavado puede necesitar hasta una semana para poder reducir el contenido en cloruro sódico hasta un nivel aceptable (Resh, H. 1987). Autor: José Luis Brito
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Espumas sintéticas.En diversas partes del mundo se está estudiando en los últimos años el desarrollo de un medio completamente sintético en el cual la turba se remplace total o parcialmente por una espuma sintética compuesta por urea–formal–dehído, poliuretano o poliestireno. Esta
espuma
puede
producirse
con
propiedades
variables de células vacías. El espesor de las paredes de las células y el tamaño de los poros puede ser variable, y afectara la densidad de la espuma y su capacidad de retención de agua. Son excelentes en la aireación de los suelos y pueden almacenar gran cantidad de agua por unidad de volumen. Diversas mezclas de arenas y espuma han sido probadas con éxito en el cultivo de orquídeas, claveles, bulbos, ornamentales y tomates, habiendo sido utilizadas también con buenos resultados en las cajoneras para la preparación de esquejes (Resh, H. 1987). Fibra de coco.Recientemente se ha introducido la fibra de coco en el mercado de los sustratos. Este material se obtiene después Autor: José Luis Brito
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que la cascara de coco ha sido procesada para obtener fibras, que se destinan a la fabricación de cuerdas, esteras, etc. La fibra de coco presenta excelentes características físicas. Su elevada relación C/N y sus bajos contenidos en Ca y Mg asimilables exigen un manejo particular de la fertilización (Nuez, F. 1995). Cascarilla de arroz.Este material, frecuentemente usado como sustrato para diferentes tipos de cultivo hidropónico, presenta favorables características entre las cuales se destacan (Izquierdo, J. 2003): - Baja tasa de descomposición - Liviana - Bajo costo - Buen drenaje - Alta aireación - Baja retención de la humedad - Requerimiento previo de fermentación y lavado - Densidad: 0.12 – 0.13 g/ml - CIC: 2 -3 meq/100 ml
Autor: José Luis Brito
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11. Semillas.La semilla del tomate tiene forma lenticular con unas dimensiones aproximadas de 5 x 4 x 2 mm y esta constituida por el embrión, el endospermo y la testa o cubierta seminal. El embrión, cuyo desarrollo dará lugar a la planta adulta, esta constituido, a su vez, por la yema apical, dos cotiledones, el hipocótilo y la radícula. El endospermo contiene los elementos nutritivos necesarios para el desarrollo inicial del embrión. La testa o cubierta seminal esta constituida por un tejido duro e impermeable, recubierto de pelos, envuelve y protege el embrión y el endospermo (Nuez, F. 1995). 11.1.Germinación de la Semilla.La primera etapa de crecimiento de un cultivo saludable es cultivar las plántulas. Los productores comerciales tienen almacigueras donde cultivan gran número de plántulas en cubos de lana de roca o macetas con sustrato. Sin embargo, los pequeños productores producen sus propias plántulas. Aunque
el
proceso
de
germinación
es
relativamente
manejable, muchos productores tienen dificultad en esta etapa.
Autor: José Luis Brito
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El paso inicial como cualquier cultivo, es obtener calidad, semillas viables de los cultivares correctos. Aunque es posible extraer, secar y germinar semillas de frutos frescos, las plantas resultantes no apuntan hacia el crecimiento y desarrollo, el cual no es semejante al de los parentales. Comenzar con un cultivar que tiene características conocidas asegura que el tiempo y el esfuerzo invertidos no sea gastado en plantas de pobre carga genética. Las semillas siempre deben ser adquiridas a un proveedor de confianza. Semillas de pobre calidad pueden dar como resultado falta de germinación, vigor reducido en plántulas o presencia de enfermedades que pueden ser llevadas en la cubierta de la semilla o en el interior de ella. Las semillas pueden ser tratadas con fungicidas en polvo. Donde exista el riesgo de que estén presentes patógenos en la cubierta de la semilla. Sin embargo, las semillas de alta calidad no necesitan ser tratadas. Las semillas de tomate se almacenan de 3 a 4 años bajo condiciones correctas, después de los cuales comienzan a perder su viabilidad. Lo ideal es que cualquier semilla debe ser almacenada en un sobre metálico sellado en refrigeración de 0 a 4 oC para disminuir la tasa de respiración. Altas Autor: José Luis Brito
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temperaturas y alta humedad alrededor de la semilla acortara su viabilidad. Muchos productores probablemente han experimentado un porcentaje desigual de germinación cuando las han almacenado en un paquete abierto en el invernadero desde hace un año. Los paquetes abiertos pueden
ser
almacenados
en
pequeños
contenedores
plásticos, herméticamente cerrados en el refrigerador de un año a otro en buenas condiciones, ayudaría incluir un paquete de sílica gel (Morgan, L. 1995). 11.2.Medios de Germinación.Las
plantas
cultivadas
hidropónicamente
son
frecuentemente producidas en macetas o en cubos de propagación que en bandejas almacigueras, para luego ser trasplantadas. Lana de roca o cubos de propagación oasis, sustratos sueltos como perlita, vermiculita, fibra de coco, ladrillo, pumecita, aserrín o mezclas comerciales disponibles, son apropiados para la germinación de semillas. El sustrato ideal
para
la
germinación
debe
ser
estéril,
no
es
recomendable reutilizar el sustrato o compost debido al alto potencial de contaminación por patógenos. Tratamientos con vapor o agua caliente ayudan a esterilizar cualquier sustrato antes de reutilizarlo, si se lo requiere. Los cubos de lana de Autor: José Luis Brito
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roca deben ser remojados y calentados a temperatura ambiente antes de la siembra (Morgan, L. 1995). 11.3.Método adecuado de Germinación.Las semillas de calidad deben de tener porcentajes de germinación mayores a 95% y es suficiente colocar una semilla
por
cubo
de
propagación,
celda
o
maceta,
particularmente cuando la semilla del hibrido es cara. Los productores comerciales siembran un 15 – 25% adicional para cuando necesiten remplazar una planta débil o por perdidas en la germinación. Las semillas deben ser cubiertas por una fina capa de sustrato y luego cubrirla con plástico para prevenir la excesiva perdida de humedad del sustrato. Lo ideal es que antes de que ocurra la germinación, el material de propagación o sustrato no debe ser regado otra vez; un riego adicional puede remover las raíces emergentes, enfriar las semillas o saturar el sustrato. Si la superficie del sustrato comienza a secarse antes de la germinación, humedecer con agua templada o regar la base son las mejores opciones. El rango de temperatura para la germinación del tomate es alrededor de 22 – 24 oC en la superficie del sustrato y se debe mantener por 4 a 6 días. Si la semilla germina bajo Autor: José Luis Brito
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condiciones frías menores a 13
o
C, el porcentaje de
germinación disminuye y la semilla puede pudrirse antes de germinar. Temperaturas excesivamente altas (mayores a 30 o
C) frecuentemente dan como resultado un bajo porcentaje de
germinación y esto debe ser evitado. Una almohadilla térmica de propagación o contenedores térmicos pueden ser usados para obtener plántulas a fines de invierno o comienzos de primavera cuando las temperaturas todavía son bajas (Morgan, L. 1995). 11.4.Distancias de Siembra.Especies que se siembran por el sistema de trasplante, distancias recomendadas: Cuadro 5. Distancias de Siembra. Distancia
Distancia
Plantas por
entre surcos
entre
m2
(cm)
plantas (cm)
Tomate
35
30
8
Pimentón
35
30
8
Lechuga
17
17
28
20
17
23
Especie
(Flotante) Lechuga Autor: José Luis Brito
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(sustrato) Brócoli
30
25
11
Apio
20
20
21
Berenjena
40
40
5
Fuente: Izquierdo, J. 2003. Nota: En algunas especies es posible hacer siembras en triangulo (tres bolillo), lo cual permite tener algunas plantas mas en el mismo espacio sin que afecte su desarrollo, ya que en esta forma existe una mejor distribución del espacio para el desarrollo de las raíces. (Izquierdo, J. 2003) 12. Las
Plántulas
y
el
Crecimiento
Vegetativo
Temprano.Una vez que las plántulas se han establecido y los cotiledones se han expandido, las plantas jóvenes necesitan mas luz y nutrientes para un rápido desarrollo. Abundante luz e indirecta es necesaria para prevenir el alargamiento de las plantas jóvenes. Los nutrientes deben ser aplicados a un cuarto de fuerza de la formula de crecimiento vegetativo con una conductividad eléctrica (CE) de 0.8 – 1.2 mS/cm para los primeros diez días, luego se incrementa la CE a 2.0 – 2.2 Autor: José Luis Brito
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mS/cm pocos días antes del trasplante a un sistema hidropónico; esto tiene un efecto de endurecimiento de las plantas jóvenes como una preparación para recibir una fuerza completa de nutrientes y para las condiciones de crecimiento en el área del cultivo. Algunas veces, para tener una planta más fuerte y compacta, los productores comerciales aplican niveles altos de CE a sus plántulas más viejas cuando las condiciones de luz son bajas, como en invierno. Es vital para la formación de flores del primer racimo asegurarse que el crecimiento sea rápido y las condiciones ambientales sean óptimas en esta etapa temprana. El primer racimo
floral
se
inicia
dentro
del
meristemo
apical
aproximadamente 10 días después de la expansión de los cotiledones bajo condiciones cálidas. En esta etapa, la mayoría de las plántulas todavía están en el área de propagación o recién han sido trasplantadas y la temperatura en esta etapa tendrá influencia sobre el número de flores en el racimo. Se ha encontrado que cuando las plántulas crecen a bajas temperaturas (12 -14 oC), el numero de flores en el racimo se incrementara. Frecuentemente el racimo se divide en dos o tres ramas separadas de flores, esto es más común en los tomates cereza o cocktail, donde se puede formar
Autor: José Luis Brito
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racimos de múltiples ramas; la iniciación de la floración bajo estas condiciones es lenta y con un número mayor de flores por racimo. Condiciones mas cálidas durante el desarrollo de la plántula (mayores a 20 oC) da como resultado un racimo simple con un número estándar de flores (generalmente de 5 a 8 flores para variedades de frutos más grandes) y un mayor numero de hojas producidas antes que el primer racimo este visible. Mientras que los productores comerciales han usado este “método de baja temperatura” para incrementar el numero de flores en el primer racimo, pero no es una practica muy difundida ya que reduce drásticamente el desarrollo de la planta que da como resultado plantas mas débiles y puede conducir a un incremento del ataque de enfermedades y el retraso de la primera cosecha. Un buen manejo durante esta etapa es crucial ya que la planta joven de tomate, generalmente se inicia por lo menos con cuatro racimos antes del trasplante a un sistema hidropónico (aunque solo sea visible el primero). Lo ideal es que las plántulas estén listas para ser trasplantadas cuando el primer racimo se vuelva visible. Aunque las plantas pueden ser trasplantadas a un sistema hidropónico
en
Autor: José Luis Brito
una
etapa
temprana,
los
productores 103
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comerciales necesitan limitar el tiempo que las plantas estén en estado vegetativo en sus sistemas y frecuentemente las trasplantan lo mas tarde posible. Una planta joven que va a florear cuando es colocada en un sistema hidropónico y fructificara en 7-10 días de ser trasplantadas bajo buenas condiciones de crecimiento. Los productores que usan el sistema NFT (Nutrient Film Technique) deben trasplantar sus plantas mas rápido que los sistemas de sustrato, esto permite la formación de una buena masa radicular en el canal del NTF antes que comience la floración. Cualquier interrupción en el flujo de nutrientes o el establecimiento de la raíz durante las primeras etapas puede causar el aborto de las flores o del racimo entero. Las plantas jóvenes generalmente forman de 7 a 11 hojas después de la expansión de los cotiledones y antes del primer racimo. La mayoría de los tipos de tomate tienen tres hojas entre racimos durante la vida de la planta y esas hojas producen fotosintatos para alimentar los racimos de frutos. Ya que el número de hojas entre racimos es generalmente constante, la longitud del tallo o la distancia entre los racimos puede variar considerablemente dependiendo de los factores ambientales, genéticos y nutricionales. Autor: José Luis Brito
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Una de las principales dolencias de las plantas de tomate es el estiramiento de las mismas, plantas compactas con una distancia corta entre los racimos florales son preferidas porque permiten un mayor crecimiento antes que la planta sea postrada sobre el suelo o mas racimos producidos antes que la planta alcance la parte superior del soporte. El alargamiento de la planta es común en condiciones de baja luminosidad en invierno, con una alta densidad de plantas o a una baja CE. La altura de la planta también esta determinada por el cultivar, muchos de los híbridos modernos han sido mejorados para un crecimiento compacto que desean los productores de invernadero. Los productores comerciales, comúnmente, hacen correr altos niveles de CE (4.0 – 6.5 mS/cm) a lo largo de la vida del cultivo para mantener un crecimiento compacto así como la alta calidad del fruto. Los niveles de humedad relativa (HR) también tienen influencia en la forma de la planta y de las hojas. Niveles altos de HR continuos (mayores a 85%) tienden a producir plantas con tallos más largos, mayor distancia entre nudos y hojas largas, estrechas y delgadas. En casos extremos de niveles muy altos de HR, los márgenes de las hojas se enrollan hacia abajo y puede aparecer una pudrición. Los cultivos que se
Autor: José Luis Brito
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producen
en
frecuentemente
áreas
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tropicales
desarrollan
estos
cálidas
y
síntomas
húmedas, cuando
la
calefacción no es una opción y donde la ventilación da un aire húmedo a los cultivos. Algunos cultivares son mas propensos a estos problemas, la selección de variedades “húmedas cálidas” es vital para la producción en los trópicos (Morgan, L. 1995). 13. El agua de Riego en un Cultivo Hidropónico.La calidad de agua de riego es uno de los factores que mas nos puede condicionar un cultivo hidropónico. El sistema de riego mas extendido, riego por goteo, permite la utilización de aguas de mala calidad que seria inutilizables bajo otros sistemas de riego como aspersión o inundación. Ahora bien, la frecuente presencia de elementos tóxicos para las plantas como sodio, cloruros o boro en cantidades demasiadas altas nos condicionan el tipo de cultivo y el manejo del mismo en cuanto a nutrición, riego y volumen de drenaje. Cada cultivo tiene una tolerancia específica a los elementos tóxicos antes citados y a la cantidad total de sales (cuantificada por la medida de la conductividad eléctrica), que puede mantener en su entorno radicular sin merma importante
de
Autor: José Luis Brito
rendimientos.
Estos
niveles
no
deben 106
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sobrepasarse y esto se consigue mediante el adecuado control del volumen de drenado. Con agua de buena calidad los porcentajes de drenaje serán menores, mientras que aguas salinas solo nos permitirán cultivar especies mas o menos tolerantes a la salinidad como tomate, y nunca especies sensibles a la misma tal es el caso de la fresa, y además habrá que dejar un mayor volumen de drenaje para evitar excesivos aumentos de C.E., en el sustrato y acumulación de elementos fitotóxicos (Alarcón, A. 2003). 14. Nutrición Hídrica en un Cultivo Hidropónico.La frecuencia y volumen de riegos debe adaptarse a los sistemas de cultivo y de riego disponibles, al tipo de sustrato usado (volumen y características físico-químicas), al cultivo (especie y estado fenológico) y a las condiciones climáticas existentes en cada momento. Es
obvio
que
las
necesidades
hídricas
varían
notablemente a lo largo del día y de un día para otro. En un cultivo tan tecnificado como el hidropónico no podemos permitir que las plantas sufran estrés hídrico que afecte su rendimiento final o despilfarros de solución nutritiva (agua y fertilizantes). Es necesario que las plantas reciban toda y nada más que el agua necesaria y en el momento en que la Autor: José Luis Brito
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precisan. La programación horaria de los riegos no es actualmente un método valido, por muy ajustados que estos sean, un día nublado puede implicar exceso de aporte respecto a la cantidad de agua necesaria y un día excepcionalmente caluroso se traducirá en déficit hídrico temporal para la plantación. Actualmente existen en el mercado numerosos métodos capaces de solucionar este problema, son los denominados métodos de riego por demanda, sensores de radiación, unidades evaporimétricas y tensiómetros, etc. El sistema más extendido y que ofrece excelentes resultados es la instalación de una bandeja de riego por demanda. Este dispositivo consta de una bandeja soporte sobre la que se sitúa el sustrato con sus plantas correspondientes, el agua de drenaje se acumula en la parte mas baja de la bandeja donde se sitúa uno o varios electrodos que accionan el riego cuando los procesos evaporativos y de succión directa de las raíces así lo indican. Este sistema permite la obtención del drenaje prefijado de forma uniforme lo que evita despilfarros de agua y fertilizantes o estrés salino temporal si el drenaje estimado es idóneo, ya que el aporte hídrico se corresponderá con la evaporación que en cada momento sufra la planta.
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En cualquier caso interesan riegos numerosos y cortos. Si observamos el transcurso de un riego en cultivo hidropónico, al tratarse de sustratos con volumen limitado por la planta y mantener siempre un estado hídrico optimo, a los pocos segundos de comenzar a caer la solución por la piqueta de goteo, se inicia el drenaje del sustrato que lava la acumulación de sales que puedan haber tenido lugar. Llega un momento a los 1 – 2 min. (si el control hídrico es bien llevado), que la solución aportada es prácticamente la de salida, el prolongar durante mas tiempo el riego supone un gasto innecesario de agua y fertilizantes (Alarcón, A. 2003). 15. Nutrición Mineral en un Cultivo Hidropónico.La racional conducción de la hidroponía implica el conocimiento no solo de los procesos fisiológicos relativos a la absorción mineral e hídrica, sino también de otros aspectos como la respiración, la fotosíntesis y la transpiración que están estrechamente ligados con los primeros. La mayoría de explotaciones hortícolas comerciales que utilizan el cultivo hidropónico emplean sustratos más o menos inertes, que apenas
aportan
elementos
minerales
al
cultivo,
si
exceptuamos la arena de origen calcáreo que suministra cantidades considerables de calcio y magnesio. La nutrición Autor: José Luis Brito
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de la planta debe aportarse por completo a través de la solución nutritiva, lo que trae consigo la posibilidad de un control preciso de la nutrición mineral según especie, momento fenológico, características climáticas, etc., para obtener la mayor rentabilidad del cultivo. Ahora bien, al tratarse de sustratos inertes carecen de capacidad de tampón, equivocaciones o fallos en el control de la nutrición mineral o el ajuste del pH pueden ocasionar graves perjuicios a la plantación. La nutrición mineral de un cultivo hidropónico debe controlarse según la demanda de la planta mediante los oportunos análisis químicos, sobre todo, de la solución drenaje o la extraída del mismo sustrato. Dependiendo del análisis del agua de riego, la especie cultivada y las condiciones climáticas se elabora la solución nutritiva de partida, a partir de entonces será el propio cultivo el que dicte las siguientes soluciones nutritivas a preparar (Alarcón, A. 2003). Cuadro 6. Solución nutritiva inicial a titulo orientativo para tomate. Iones
NO NH4 H2PO K Ca+ Mg+ SO Na Cl-
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(mmole
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3-
+
4+
+
2
2
4-2
12
0
1.5
6
5
2.5
2
+
s/l) Tomate
≤1 ≤1 2
2
Fuente: Alarcón, A. 2003. A partir de estos valores o los adecuados según las características
de
la
plantación
se
va
ajustando
periódicamente la solución nutritiva. Lo más aconsejable es analizar al menos la solución de drenaje cada 15 días. En función de lo que la planta vaya tomando, de las condiciones climáticas y el estado fenológico del cultivo se vuelve a ajustar los nutrientes a aportar. 15.1.Equivalencia entre la cantidad de los fertilizantes mas utilizados en hidroponía y los milimoles de los distintos nutrientes que aportan.En la tabla siguiente se establecen las equivalencias entre la cantidad de los fertilizantes mas comúnmente usados en hidroponía y los milimoles de los distintos nutrientes que estos aportan (Alarcón, A. 2003).
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Cuadro 7. Equivalencia entre la cantidad de los fertilizantes más utilizados en hidroponía y los milimoles de los distintos nutrientes que aportan. Iones
NO3- NH4+ H2PO4
K+ Ca+ Mg
SO4
2
+2
-2
+
(mmoles/g fertilizante ) Ac.
-
-
12.26
-
-
-
-
Ac. Nítrico
11.8
-
-
-
-
-
-
59%
6
Nitrato
11.9
11.9
-
-
-
-
-
Amónico
6
6
Nitrato
10.2
0.78
-
-
4.7
-
-
Calcio
9
-
5.93
Fosfórico 75%
33.5% 4
15.5% N Nitrato Potásico
Autor: José Luis Brito
9.29
-
-
9.7
-
6
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(13-0-46) Sulfato
-
-
-
-
-
3.97 3.96
-
-
-
-
-
3.97 3.96
7.86
-
-
-
-
3.90
Potásico (0-0-52) Sulfato Magnésico 16% MgO Nitrato
-
Magnésico 11% N
Fuente: Alarcón, A. 2003. 15.2.Macro y Micro elementos: aportes, deficiencias y toxicidad.De los 16 elementos químicos considerados necesarios para el crecimiento saludable de las plantas, 13 son nutrientes minerales. Ellos en condiciones naturales de cultivo (suelo) entran a la planta a través de las raíces. El déficit de sólo uno de ellos limita o puede disminuir los rendimientos y, por lo tanto, las utilidades para el cultivador. De acuerdo con las cantidades que las plantas consumen de cada uno de
Autor: José Luis Brito
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ellos (no todos son consumidos en igual cantidad) los 13 nutrientes extraídos normalmente del suelo son clasificados en
tres
grupos.
La localización de los síntomas de deficiencia en las plantas se relaciona mucho con la velocidad de movilización de los nutrientes a partir de las hojas viejas hacia los puntos de crecimiento; en el caso de los elementos más móviles (Nitrógeno,
Fósforo
y
Potasio)
que
son
traslocados
rápidamente, los síntomas aparecen primero en las hojas más viejas. Los elementos inmóviles, como el Calcio y el Boro, causan síntomas de deficiencia en los puntos de crecimiento. En algunos elementos, el grado de movilidad depende del grado de deficiencia, la especie y el nivel de nitrógeno. Hay muy poca movilidad del Cobre, el Zinc y el Molibdeno desde las hojas viejas hacia las hojas jóvenes, cuando las plantas están deficientes en esos elementos (Izquierdo, J. 2003). Elementos Mayores.- Se denominan así por que las plantas lo necesitan en grandes cantidades, de igual manera son consumidos en las mismas proporciones por las mismas plantas. Nitrógeno.- Es absorbido en forma de NO3- y NH4+. Autor: José Luis Brito
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Aportes: - Otorga el color verde intenso a las plantas - Fomenta el rápido crecimiento - Aumenta la producción de hojas - Mejora la calidad de las hortalizas - Aumenta
el
contenido
de
proteínas
en
cultivos
alimenticios y de forrajes Deficiencias: - Aspecto enfermizo de las plantas - Color verde amarillento debido a la perdida de clorofila - Desarrollo lento y escaso Toxicidad: - Cuando se le suministra de forma desbalanceada con respecto a los demás elementos, la planta produce mucho follaje verde oscuro, pero el sistema radicular es reducido - La producción de flores, frutos y semillas se retarda Fósforo.- La planta lo absorbe como P2O5. Aportes: Autor: José Luis Brito
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- Estimula la rápida formación y desarrollo de las raíces - Facilita el rápido y vigoroso inicio de la planta - Acelera la maduración y fomenta la coloración de los frutos - Ayuda a la formación de semillas Deficiencias: - Aparición de hojas, ramas y tallos de color purpura, lo cual se nota mas en hojas viejas - Mala formación de tallos - Baja producción de frutos y semillas Toxicidad: - Los excesos de fosforo no son notorios a primera vista, pero pueden ocasionar deficiencias de cobre o zinc Potasio.- Las plantas lo toman en forma de K2O. Aportes: - Otorga a las plantas gran vigor, resistencia a las enfermedades y bajas temperaturas - Ayuda a la producción de proteínas en las plantas - Fomenta la formación de tubérculos Autor: José Luis Brito
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- Favorece la formación de color rojo en hojas y frutos Deficiencias: - Las hojas de la parte baja se queman en sus bordes y puntas, aunque la vena central permanezca verde - Debido a la pobre producción de raíces las plantas no llegan a la etapa de producción - En leguminosas las semillas no tiene buen desarrollo por lo que las plántulas resultantes son muy débiles Toxicidad: - No es común la absorción en exceso de este elemento, pero altos niveles de este en las soluciones nutritivas pueden resultar en deficiencias de Mn, Mg, Fe y Zn Elementos Secundarios.- Llamados así por que las plantas lo consumen en cantidades intermedias, pero son muy importantes en la constitución de los organismos vegetales. Calcio.- Es absorbido en forma de CaO. Aportes: - Activa la temprana creación y formación de raicillas - Mejora el vigor general de las plantas Autor: José Luis Brito
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- Neutralizan las sustancias toxicas que producen las plantas - Estimula la producción de semillas Deficiencias: - Las hojas jóvenes de los brotes terminales se queman en sus bordes y puntas - Las hojas jóvenes tienden a enrollarse y arrugarse - En las aéreas terminales pueden aparecer brotes de color blanquecino - En los tomates se produce el hundimiento y posterior pudrición seca de los frutos en la parte opuesta al pedúnculo Toxicidad: - No se conocen síntomas de toxicidad por excesos de este elemento pero estos pueden provocar la acides del medio del desarrollo de las raíces y esto si podría afectar la asimilación de otros elementos Magnesio.- Las plantas lo absorben como MgO. Aportes:
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- Es un componente esencial de la clorofila - Elemento vital en la formación de azucares - Promueve la formación de grasas y aceites - Actúa como transportador del fósforo dentro de la planta - Ayuda a regular la asimilación de otros nutrientes Deficiencia: - Perdida del color verde de las hojas, que comienza en la parte
inferior
aun
cuando
las
venas
centrales
mantengan un color verde intenso - Los tallos se forman débiles y las raíces se ramifican y alargan excesivamente - Las hojas se doblan hacia arriba por los bordes Toxicidad: - No existen síntomas visibles para la toxicidad de este elemento Azufre.Aportes: - Elemento esencial de las proteínas - Ayuda a mantener el color verde intenso de las plantas Autor: José Luis Brito
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- Activa la formación de nódulos nitrificantes en algunas leguminosas - Ayuda al crecimiento vigoroso de las plantas Deficiencia: - Cuando se presenta una deficiencia lo cual no es muy frecuente, la hojas se tornan de un color verde claro y el espacio entre las nervaduras se secan - Los tallos son de color amarillo y débiles - El desarrollo de la planta es débil y lento Elementos
Menores.-
Las
plantas
los
necesitan
en
cantidades muy reducidas pero son fundamentales para regular la asimilación de otros elementos, tienen funciones muy importantes especialmente en los procesos enzimáticos. Cobre.Aportes: - El 70% se concentra en la clorofila, su principal función se relaciona con la asimilación Deficiencia: - Severo descenso en el desarrollo de las plantas Autor: José Luis Brito
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- Escasa formación de hojas, enrollamiento asía la parte interior
de
la
misma
y
limitación
de
superficie
fotosintética Toxicidad: - Clorosis, enanismo y reducida formación de ramas Boro.Aportes: - Aumenta la calidad de las frutas, esta ligado con la asimilación del calcio y la transferencia de azucares en el interior de las plantas - Es
importante
en
la
formación
de
semillas,
especialmente en las leguminosas Deficiencia: - Anula el crecimiento de tejidos nuevos y puede causar el atrofio de las zonas terminales de las raíces - Producción de tallos cortos en diferentes especies Toxicidad:
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- Amarillamiento del vértice de las hojas empezando por la parte basal Hierro.Aportes: - Esta ligado con la síntesis de la clorofila Deficiencia: - Causa un color pálido amarillento en toda la planta - Ocasiona una banda de color claro en los bordes de las hojas y la formación de rices cortas muy ramificadas - La deficiencia de este elemento es muy parecida a la del magnesio, con diferencia que esta aparece en las hojas jóvenes Toxicidad: - No se han establecido síntomas visuales de toxicidad de este elemento por absorción de las raíces de las plantas Manganeso.Aportes: - Acelera la germinación y la maduración de los frutos Autor: José Luis Brito
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- Es un catalizador en la síntesis de la clorofila - Aumenta el aprovechamiento de otros elementos como el Ca, Mg y P Deficiencia: - En tomate causa la aparición de color verde pálido, amarillo y rojo entre las nervaduras de las hojas - La clorosis afecta a tanto a las hojas jóvenes y viejas que luego se secan y caen Zinc.Aportes: - Actúa en la formación normal de la clorofila y por ende en el desarrollo de la planta - Es un importante activador de las enzimas que actúan en la síntesis de las proteínas de las plantas Deficiencia: - La deficiencia de este elemento en tomate ocasiona el engrosamiento basal del peciolo de las hojas y disminuye su longitud
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- La lamina foliar toma una apariencia pálida y se torna gruesa, enrollándose asía afuera con ondulaciones en los bordes - El tamaño de la lamina foliar y los entrenudos se reducen Toxicidad: - Los excesos de este elemento producen clorosis en la planta Molibdeno.Aportes: - Es esencial en la fijación del nitrógeno por parte de las leguminosas Deficiencia: - Clorosis de hojas viejas a hojas jóvenes que luego se ahuecan y queman en sus bordes - Afecta negativamente al desarrollo de varias especies entre las cuales se encuentra el tomate Toxicidad:
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- En tomate el exceso de este elemento se presenta mediante un color amarillo brillante en diversas partes de la planta Cloro.Deficiencia: - Se produce en marchitamiento de las hojas que luego se tornan cloróticas y adquieren un color bronceado, para luego secarse y caer - El desarrollo de las raíces es pobre y anormal, produciéndose engrosamientos en la parte terminal de las mismas Toxicidad: - Los excesos producen quemado de bordes foliares y en general pobre desarrollo de la planta 15.3.Solución de Hierro y Macro Nutrientes para el cultivo Hidropónico de Tomate.Cuadro 8. Solución de hierro y macronutrientes para tomate.
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Químico
Sulfato de Magnesi o Fosfato de Potasio (0-22.528) Nitrato de Potasio (13.75-036.9) Sulfato de Potasio (0-043.3) Nitrato de Calcio (15.5-00) Hierro
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Nivel A Nivel B Plántula Primero s hasta s frutos aparició hasta n de cosecha primeros (g/1000 frutos lt) (g/1000 lt) 500 500
Autor: José Luis Brito
Nutrient e
Nivel A (ppm )
Nivel B (ppm )
Mg
50
50
270
270
K
199
199
200
200
P
62
62
100
100
N
113
144
500
680
Ca
122
165
25
25
Fe
2.5
2.5 126
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Fuente: Jensen & Malter, 1955.
15.4.Sales Fertilizantes de Micronutrientes para el Cultivo Hidropónico de Tomate.Sales fertilizantes de Micronutrientes que deben ser usadas para el cultivo del tomate hidropónico, usar 250cc de esta solución concentrada para la preparación de 1000 lt de solución nutriente. Cuadro 9. Sales fertilizantes de Micronutrientes. Sal Fertilizante
gr/450 mL de solución concentrada
Acido Bórico
7.50
Cloruro de Manganeso
6.75
Cloruro Cúprico
0.37
Trióxido de Molibdeno
0.15
Sulfato de Zinc
1.18
Fuente: Jensen & Malter, 1995.
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16. Floración y Polinización.La floración del primer racimo de una plántula de tomate bajo buenas condiciones de luz será una de las mas fuertes y de mas alto rendimiento ya que se desarrollo sin competencia de otros frutos en la planta; sin embargo, bajo condiciones de baja luminosidad y baja temperatura, la floración del primer racimo será débil y las flores pueden abortar o los frutos se pueden caer inmaduros si no se producen suficientes fotosintatos
para
crecer.
Un
método
usado
por
los
productores comerciales para evitar esto, es suministrar CO2 a niveles tan altos como 1000 ppm, esto incrementa la fotosíntesis y los fotosintatos disponibles. Una ves que las flores han abierto, el polen que se ha formado en las anteras esta listo para ser liberado. Los productores de tomate necesitan polinizar activamente las flores todos los días o cada dos días para asegurarse que todas las flores que han sido fertilizadas fructifiquen. Cada ovulo fertilizado dentro de la flor producirá una semilla y el numero de semillas juega un rol importante en el tamaño del fruto.
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Muchos
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productores
comerciales
usan
colmenas
portátiles para la polinización. Las pequeñas colmenas diseñadas en contenedores especiales, son ubicadas a intervalos frecuentes al momento de la floración del primer racimo. Las abejas son liberadas para polinizar el cultivo y regresar a la colmena a través de pequeñas puertas, esto permite sellar las colmenas cuando las plantas son asperjadas y evitar que las abejas sean dañadas. Las colmenas tienen un periodo de vida de pocos meces por lo que tienen que ser remplazadas por abejas frescas. La polinización y fructificación usando abejorros generalmente es mas alta, estos no solo son mas efectivos que los métodos artificiales, también ahorran tiempo y mano de obra. Los productores que no pueden usar abejorros para la polinización o que tienen un pequeño número de plantas, la polinización
manual
es
todavía
una
opción
para
la
polinización natural. Liberar los granos de polen sobre el estigma puede ser asistido por vibración, sacudida o golpeando los alambres del tutorado, también hay disponibles “abejas artificiales”. Estos aparatos hacen vibrar el tallo, sacuden los racimos de flores a alta frecuencia que crea una nube amarilla de polen. Golpeando por detrás del racimo de Autor: José Luis Brito
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flores también tiene el mismo resultado. Sin embargo, se necesita tener cuidado de no golpear o dañar el tejido del tallo. Las flores del racimo no deben sacudirse ni golpearse ya que se pueden romper fácilmente. La polinización manual puede ser llevada a cabo entre las 9 am y 1 pm. Golpear gentilmente los tallos de las plantas una vez al día durante el ciclo de floración ayuda a la polinización, tamaño, forma y a la calidad del fruto. La fructificación depende de temperaturas cálidas, la polinización ocurre cuando la temperatura esta por encima de los 20 °C. Algo de polinización ocurre a bajas temperaturas, sin embargo, la fructificación se reducirá y el fruto puede presentar deformaciones. Altas temperaturas (+ 35 °C) interfieren con la formación de polen viable y previenen la floración (Morgan, L. 1995). 17. Fructificación.Una vez que la polinización ha ocurrido, la fertilización del ovulo dispara el desarrollo de los frutos jóvenes. Esta etapa es llamada “fructificación” y los pequeños frutos verdes se volverán visibles. En un racimo de flores, las flores mas grandes que están mas cerca al tallo se polinizaran primero Autor: José Luis Brito
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que las otras seguido de un periodo de tres a diez días dependiendo de la temperatura del aire en el cultivo. La primera fructificación es referida como el “fruto rey” y puede ser considerablemente mas grande que el de los siguientes
racimos. Este fruto puede ser deforme y
frecuentemente es removido por los productores comerciales para que los otros frutos puedan desarrollarse a un tamaño más grande. El fruto rey no solo fructificara primero sino que predomina en la incorporación de fotosintatos, dejando menos para los otros frutos que se encuentran al extremo del racimo. Muchos cultivares modernos han sido mejorados para remover la dominancia del fruto rey pero los productores siempre
deben
revisar
sus
racimos
después
de
la
fructificación y remover cualquier fruto rey o deforme y un posible racimo doble (Morgan, L. 1995). 18. Poda.Dependiendo de la demanda del mercado por el tamaño del fruto, muchos cultivares de frutos grandes tendrán de cuatro a diez racimos pero el numero mas frecuente es seis. Existe una relación entre el número de frutos en el racimo y el tamaño final, a más frutos, menor será el tamaño de cada uno Autor: José Luis Brito
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de ellos. Cuando se requiere de frutos más grandes, el productor poda el racimo a cuatro o seis frutos. Los racimos destinados
a
ser
cosechados
y
vendidos
enteros
frecuentemente se podan a ocho o diez frutos dependiendo del cultivar y del envase para el producto final. Los de tipo cocktail no son podados a pesar de que tienen un número no usual de ramas de frutos, los cuales pueden restringir el tamaño del fruto. Los de tipo cereza pueden fácilmente soportar más de 80 frutos individuales por racimo bajo buenas condiciones de crecimiento. A los aficionados que no les interesa el tamaño final pueden remover cualquier fruto que este deforme o el último o los dos últimos de un racimo para permitir un desarrollo uniforme del fruto (Morgan, L. 1995). 19. Crecimiento y Desarrollo del Fruto.Desde la fructificación hasta la cosecha, los tomates se expanden y desarrollan en una tasa rápida bajo condiciones óptimas. A 12 – 14 días después de la polinización, las células del fruto entran en una fase de rápida elongación de una semana, después el fruto comienza una tasa de
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crecimiento estacionario por 30 – 38 días y la maduración empieza a los 40 – 75 días después de la polinización. Mientras que el fruto del tomate es 90% agua al momento de la cosecha, ciertos nutrientes son esenciales para el crecimiento y calidad del fruto. Los tomates requieren buenas cantidades de nitrógeno, fosforo, grandes cantidades de calcio y niveles extremadamente altos de potasio si la calidad
del
fruto
necesita
ser
maximizada.
Grandes
cantidades de fosforo son necesarias para la formación de semillas dentro del fruto y una planta de tomate en fructificación absorbe proporcionalmente mas fosforo que una que no fructifica. En cultivos de tomate, el requerimiento de potasio es el mismo que el de nitrógeno desde la plántula hasta el desarrollo del fruto, después de ese punto, la demanda de potasio se incrementa mientras que la de nitrógeno desciende. Mientras que el nitrógeno es importante y usado en grandes cantidades para el crecimiento vegetativo, el potasio es el catión predominante en el fruto del tomate y tiene mayor efecto en la calidad del fruto. La mayor parte del potasio es absorbida durante la fructificación, si el potasio se vuelve deficiente en la solución nutritiva durante la fase de Autor: José Luis Brito
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fructificación,
el
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rendimiento
y
la
calidad
sufrirán
drásticamente. El potasio esta directamente relacionado con la calidad del fruto (acidez y sabor), firmeza, desordenes de en la maduración, color y vida en anaquel. A pesar de la importancia del potasio durante el desarrollo del fruto, los niveles de nitrógeno también se mantienen, principalmente durante la fase previa a la floración. Se ha demostrado que la concentración de nitrógeno antes de la iniciación de la floración del primer racimo es de crucial importancia en la determinación del rendimiento. Los estudios han encontrado que las plantas de tomate hidropónico
crecieron
bajo
optimas
condiciones
y
transportaron al fruto 140 – 230 mg/día de potasio, 80 – 110 mg/día de nitrógeno y 22 – 35 mg/día de fósforo. El requerimiento máximo de potasio es cuando el noveno racimo está en floración, esto es cuando ocurre el cargado del fruto y cuando el potasio se agota en el sistema hidropónico. El calcio es otro mineral esencial para el crecimiento y desarrollo del fruto. El suministro de calcio es crítico durante la fase de crecimiento ya que se requiere para la formación de nuevas células y estructuras celulares fuertes, la carencia del transporte de calcio al fruto puede resultar en el desarrollo Autor: José Luis Brito
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de pudrición apical. Mientras que la disponibilidad de nutrientes tiene un gran impacto para el crecimiento y la calidad del fruto, el manejo de la CE y del riego también es importante. Suficiente agua es esencial para el desarrollo del fruto y un buen tamaño final. Sin embargo, existe una relación entre el tamaño del fruto y la calidad, que debe ser tomada en cuenta cuando se usa un “déficit de riego” o un ligero estrés hídrico para mejorar la calidad del fruto, menos agua se acumula en el tejido del fruto y el tamaño se reduce. Si se proporciona abundante agua y baja la CE del cultivo, mas agua será transportada al fruto y el sabor y calidad disminuirán. Los productores comerciales toman ventaja de este hecho y cuidadosamente mantienen niveles de CE predeterminados que causan un ligero grado de estrés hídrico en sus cultivos de tomate, lo cual mantiene un fruto de buena calidad sin reducir mucho el peso fresco y el rendimiento. Para entender este hecho, los pequeños productores experimentan con sus niveles de CE para mejorar el peso fresco o la composición y calidad del sabor de sus frutos. Algunos aficionados que no están interesados en el rendimiento como los productores comerciales, llegan al extremo de incrementar los niveles de CE a un rango de 6.0 – Autor: José Luis Brito
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8.0 mS/cm para obtener frutos pequeños pero de sabor extremo (Morgan, L. 1995). 20. Relación Hoja – Fruto.En una planta de tomate, el fruto es frecuentemente referido como “recipiente”, los sitios donde los fotosintatos producidos en las hojas son transportados al fruto en crecimiento. Las hojas jóvenes en desarrollo, las raíces nuevas y los tallos en crecimiento también son sumideros que compiten por los fotosintatos y para complicar mas el asunto, diferentes flores y frutos en la planta también compiten. Así, en una planta de crecimiento indeterminado con una gran carga de frutos y que todavía esté desarrollando nuevo follaje en la parte superior, tiene una masiva “carga de sumidero” para los fotosintatos producidos por las hojas. Las
hojas
fotosintetizan
y
producen
activamente
fotosintatos para los sumideros y son llamados “fuentes”. La relación entre las fuentes (hojas que fotosintetizan) y sumideros (frutos, tallos y raíces en desarrollo) es llamada relación fuente – recipiente. Esta relación es el foco para los productores comerciales para obtener el mejor rendimiento de sus cultivos. Autor: José Luis Brito
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En una unidad fuente – sumidero, la primera hoja superior al racimo de frutos y las dos hojas inferiores al fruto son las productoras dominantes de fotosintatos, ya que cada racimo de frutos puede tener alrededor de 10 frutos, los fotosintatos le son suministrados principalmente desde las tres hojas que están mas cerca; la salud, tasa fotosintética y el tamaño de estas hojas es importante. Los productores tienen la habilidad de manipular la relación fuente – recipiente a través de procesos de manejo como remover las hojas, punto de crecimiento, flores y frutos, a más de enriquecer con CO2 el ambiente. Algo que es frecuentemente pasado por alto es el removido de las hojas inferiores al racimo de frutos lo cual es perjudicial para el crecimiento y calidad de los frutos. Si cualquiera de las dos hojas inferiores al racimo de frutos es removida, la principal fuente de fotosintatos es cortada y se crea un drenaje adicional a las hojas que se encuentran por encima del racimo. Mientras que remover las hojas inferiores ayuda al control y manejo de plagas y enfermedades y al flujo de aire en las capas inferiores de las plantas, el corte de las hojas no debe ser hecho hasta que los racimos de frutos inferiores
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hayan sido cosechados o por lo menos cuando estos hayan comenzado a madurar. Cuando
los
cultivos
de
tomate
hidropónico
son
producidos bajo condiciones frías, el problema de excesiva masa vegetativa como tallos gruesos, hojas grandes, pequeños y pocos frutos es común. Esto es producido por la carencia de transporte de fotosintatos a los frutos debido a las condiciones de temperatura del fruto, las cuales son más bajas que la temperatura del aire. El máximo transporte de fotosintatos, que se produce por la gran área foliar de las planta, ocurre cuando la temperatura del fruto es de alrededor de 23 – 24°C. Si los fotosintatos no pueden ser trasladados al fruto, estos son usados por la parte vegetativa de la planta para su crecimiento (Morgan, L. 1995). 21. Maduración del Fruto.Después de la expansión y el desarrollo del fruto, los tomates deberán alcanzar el estado verde maduro y detener la importación de fotosintatos alrededor de 10 días antes que su primer cambio de color este a la vista, muchos productores se quejan de que sus frutos dejan de crecer y se estancan, sin signos de madures y para ello esto les parece una Autor: José Luis Brito
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eternidad. La maduración del fruto del tomate es disparada por la producción de la hormona etileno dentro del corazón del fruto. La tasa de coloración depende de la temperatura, sin embargo los frutos que están a la sombra son ligeramente más grandes que los expuestos al sol, razón por la que se sombrea artificialmente a los frutos que están madurando para incrementar su peso para la cosecha (Morgan, L. 1995). 22. Cosecha y Recolección.La cosecha y recolección del fruto debe hacerse cuando este tome una coloración amarillo – rojiza (pintón), no cuando este totalmente roja, ya que de este modo se reduciría su tiempo en anaquel. Es de vital importancia remover el cáliz y el tallo de los tomates cosechados para evitar el daño del resto de frutos, de la misma manera tenemos que aumentar la humedad para evitar el secamiento de estos al ser separados de la planta (Izquierdo, J. 2003). 23. Detenida de la Planta.Hacia el final de la vida del cultivo, la cual en promedio es de 12 meses, la planta debe ser detenida para prevenir el crecimiento vegetativo y para apresurar la maduración de los frutos que quedan. Detener las plantas involucra remover el Autor: José Luis Brito
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punto de crecimiento formado después de tres o cuatro hojas superiores al último racimo. Estas producen fotosintatos para que el último racimo desarrolle y le dan sombra al fruto final. Algunos productores remueven el fruto final cuando este está en estado verde para que madure separado de la planta (Morgan, L. 1995).
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Conclusiones.Tomando en cuenta todo lo expuesto anteriormente nos queda claro que una técnica de hidroponía aplicada a un cultivo comercial y si es de mayor importancia como lo es el tomate, resulta un proyecto de excelentes resultados teniendo en cuenta que al establecer este tipo de sistemas tenemos un control casi total sobre los factores ambientales necesarios para el cultivo y un control del 100% sobre las necesidades nutricionales de este. Al ser el cultivo del tomate uno de los mas extendidos en nuestro país y representar la fuente de ingreso de sus ejecutores y de su familia, la implementación de este tipo de cultivo resulta en una economía para su ejecutor ya que si bien el gasto inicial de montaje del mismo es caro, al pasar el tiempo nos daremos cuenta de los ahorros muy notorios que se han realizado tanto en su mantenimiento como en su producción. Al tomar en cuenta que tenemos el control total sobre la nutrición del cultivo podemos disponer de la calidad del fruto que deseemos obtener, es así que si apuntamos a la mejor y mas destacada producción, la remuneración económica que obtendremos de los mismos será muy por encima de los Autor: José Luis Brito
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frutos que se produzcan en condiciones normales tal es el caso del cultivo en suelo.
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