BASES PARA EL USO DE HIDROPONIA BAJO INVERNADERO USANDO AGUA DEL RIO AMAJAC, HIDALGO, MÉXICO

JESÚS AMADO ALVAREZ 1 , ENRIQUE RUBIÑOS PANTA1, ELIZABETH HERNANDEZ ACOSTA1, CARLOS RAMÍREZ AYALA1, FRANCISCO GAVI REYES1, ENRIQUE MEJÍA SAENZ1, ADOLFO EXEBIO GARCÍA1 Y ENRIQUE SALAZAR SOSA 2 .

Resumen El Río Amajac, recorre la parte central del Estado de Hidalgo México, iniciando con gastos pequeños de 3 a 22 lps en los tributarios del mismo, llegando a San Juan Amajaque 2275 lps en las épocas de estiaje; donde además el terreno en general es muy accidentado pero con grandes cantidades de buen sustrato (tezontle rojo), por lo que la técnica de hidroponía es una opción adicional para abastecer de alimentos a la población, o producir cultivos redituables como el rosal y las flores. Durante los ciclos 2004-2005, se localizaron 18 puntos (con un GPS) sobre el Río Amajac, donde se tomaron 54 muestras de agua en tres fechas diferentes con el objetivo de caracterizar la cantidad y calidad de este recurso para establecer las concentraciones básicas sobre el manejo de la solución nutritiva en la hidroponía regional. El desarrollo de ésta técnica debe considerar, la relación mutua entre iones; estar balanceada en sus macronutrimentos, la conexión alterna en medio de los aniones considera: NO3, H2PO4, y SO4. La correspondencia recíproca dentro de los cationes examina: K+, Ca 2+, y Mg2+. Los resultados promedio consignados indican que las aguas del río amajac, contienen bajas cantidades: 0.19, 0.009 y 0.378 meq l-1, de nitratos, fosfatos y sulfatos respectivamente, por lo que se requiere un aporte de 11.81, 0.999 y 6.622 meq l-1 de los mismos aniones; mientras que de cationes se cuantificaron 0.39, 1.97 y 2.28 meq l-1de potasio calcio y magnesio, siendo necesario aportar 6.61, 7.03, y 1.72 meq l-1de éstos cationes en la preparación de la solución nutritiva. Las concentraciones más altas de Conductividad Eléctrica (0.86 y 0.70 ds m-1) corresponden a las aguas vertidas de las grutas de tolantongo (400 lps) y en el río Amajac (228 lps) antes de llegar al pueblo Santa Maria Amajac. El pH promedio del agua fue 7.42. Palabras clave: Diagnóstico recursos hídricos, cuenca hidrológica, Sistemas de información geográfica, fertirrigación.

Basis for the use of hidroponia under greenhouse using water of Rio Amajac, Hidalgo, Mexico Summary The shortage of water and agricultural areas for the development of agriculture in the central part of the state of Hidalgo, to require use the talent to take advantage of the recourses the region. The Amajac river crosses the central part of the some one , arriving at San Juan Amajaque 2275 l sec-1 at the times from low water where in addition the land in general is very rough but with great amounts of good substrate (red tezontle). This is why the technique of hydroponia is an additional option to supply food to the population, or to produce income-producing culture likes the rosal and the flowers. For that reason, the objective of this study involved characterizing the amount and quality of soil and land resources, to evaluate the basic capacity of this land resource to handling of the hydroponia nutrient solution.

Colegio de Postgraduados. Institución de Enseñanza, Investigación y Extensión en Ciencias Agrícolas Montecillo, Estado de México. E-mail:[email protected] 2 Universidad Juárez del Estado de Durango. Facultad de Agricultura y Zootecnia. Venecia Durango México 1

During the 2004-2005 period 18 points were located (with GPS) on the Amajac River, where 54 samples were taken from water during three different dates for laboratory analysis. In solutions for hydroponia a balance in the following macronutrients must be achieved: NO3-1, H2 PO4 -2, K+ , Ca2+, and Mg2+. Results indicate that the water of the Amajac River , contain on the average the following nutrient levels , 0.19, 0.009 and 0.378 meq l-1 of nitrates, phosphates and sulphates, respectively, but requires a contribution of 11.81, 0.999 and 6.622 meq l-1 of such anions; concentrations of cations measured in the water of the Amajac River were 0.39, 1.97 and 2.28 meq l-1 for potassium, calcium, and magnesium; These would need to be 6.61, 7.03, and 1.72 meq l-1 to obtain a nutrient solution equivalent to the proposal by Steiner. The highest measurements of electrical conductivity were 0.86 ds m-1 which corresponds to superficial waters flows from the cavern of Tolantongo ( 400 l sec-1 ) and the water of the Amajac River ( 228 l sec-1 ) before arriving at the town of Santa Maria Amajac, Hidalgo México. The pH’s average was 7.4. Keywords: Diagnostic hyric resources, hidrologic river basin, GIS, fertirrigation, roses

Introducción La producción de los principales cultivos hortícola en México, en general ha registrado un incremento en la superficie cosechada, así tenemos que de berenjena ( aumento de 666 ha, en 1990, a 1176 ha en el 2001) calabacita (16,598 ha en 1990 , a 29, 303 ha en el 2001) Chile verde (66,368 ha en 1990, a 81,678 ha en el 2001), lechuga ( 5,917 ha en 1990, a 10, 045 ha en el 2001) y pepino (297,771 ha en 1990, a 460,582 ha en el 2001) debido a la demanda que estos cultivos han tenido en el mercado de exportación. Por el contrario las superficies de cultivos como fresa ha disminuido de (5,143 ha en 1990, a 3,755 ha para 1999) y papa (81,245 ha en 1990 a 65, 650 ha en 1999). En el caso de la fresa, debido principalmente a problemas de manejo fitosanitario y en el cultivo de la papa a problemas de competitividad con nuestros socios comerciales. Por otro lado con la introducción de los sistemas de fertirrigación, los cultivos hortícola en general han incrementado sus rendimientos en los últimos años, lo cual se ha reflejado en un aumento en los volúmenes de producción. (Centro Estadístico Agropecuario, 1990-2001). El Estado de Hidalgo presenta un panorama complejo en lo referente a su economía, el Sector Agropecuario ocupa el 6º lugar en generación de PIB , generando $ 4,430,709, 000. 00 del total del Estado: $ 68,791,309,000.00 . ( INIFAP, 2005). El territorio hidalguense cuenta con una gran diversidad de condiciones agroclimatológicas con diferentes potenciales productivos que permiten el desarrollo de una amplia gama de cultivos. El municipio de Atotonilco el Grande ( Ayuntamiento en el cual es mas factible utilizar hidroponía bajo invernadero ) tiene una superficie de 7,633 ha de área cultivable dividida en 2,052 ha de riego y 5, 581 ha de temporal. De uso pecuario se han cuantificado 30,065 ha; 3,946 ha de uso forestal ( bosque ) y 1,016 ha de otros usos ( uso urbano 166 ha, 90 cuerpos de agua, 427 caminos , 110 instalaciones y 23 ha improductivas. (INEGI, 1999,2000, 2001,2002,2003). La agricultura de riego tradicional, se caracteriza por el uso intensivo de factores de la producción, dentro de los cuales podemos citar: capital, fuerza de trabajo asalariada, y tecnología principalmente. Este tipo de agricultura esta conformada en mayor medida por pequeños propietarios como principal esquema de tenencia de la tierra, con superficies mayores a la de los ejidatarios y comuneros. La disponibilidad de agua para riego y el clima del municipio permiten la siembra de cultivos cíclicos y perennes. siendo estos, granos básicos.(Eliminar)

El Río Amajac, recorre la parte central del Estado de Hidalgo México, iniciando con gastos pequeños de 3 a 22 lps en los tributarios del mismo, llegando a San Juan Amajaque 2275 lps en las épocas de estiaje; donde además el terreno en general es muy accidentado (0-30 % de pendiente, según la faceta), y de acuerdo con García y Ventura (2005), pero con grandes cantidades de buen sustrato (tezontle rojo), por lo que la técnica de hidroponía es una opción adicional para abastecer de alimentos a la población, o producir cultivos redituables como el rosal y las flores. Durante los ciclos 2004-2005, se localizaron 18 puntos (con un GPS) sobre el Río Amajac, donde se tomaron 54 muestras de agua en tres fechas diferentes con el objetivo de caracterizar la cantidad y calidad de este recurso para establecer las concentraciones básicas sobre el manejo de la solución nutritiva en la hidroponía regional. Area de estudio La cuenca Amajac se localiza en el centro del estado de Hidalgo; colinda al norte con el estado de San Luis Potosí, al sur con el estado de puebla, hacia el oriente con los estados de Veracruz y puebla y al poniente con los municipios de Zempoala, Mineral de la Reforma, Ixmiquilpan y San Agustín Tlaxiaca.(Figura 1). Localización del área de estudio. El área estudiada (figura 1)se localiza en el límite de la Sierra Madre Oriental y la faja volcánica transmexicana, en la porción sur-central del Estado de Hidalgo, a 34 km al norte de la Ciudad de Pachuca, Hidalgo, esta limitada por los paralelos 20º 15’ y 20º 23’Norte y los meridianos 98º 40’ y 98º 49’ Oeste.

Fig. 1. Localización de la cuenca del Río Amajac

Materiales y metodos Sitios de Muestro y determinaciones Durante los ciclos 2004-2005, se localizaron 18 puntos (con un GPS portátil), sobre el Río Amajac, donde se tomaron 54 muestras de agua en tres fechas diferentes. (figura 2). Se determino la Conductividad Eléctrica y el Potencial Hidrógeno con un aparato portátil, “Hanna

Instrument “pH/CE/TDS/ºC meter” (1974). Nitratos, utilizando un aparato portátil, por Reflectoquant, test nitratos (MERCK Kga A, S/F), Fosfatos, determinación por colorimetría con el complejo azul de fosfomolibdeno ( CSTPA, 1980). Los Sulfatos fueron cuantificados, según el procedimiento descrito por la Association of Oficial Agricultural Chemists (1950). El Potasio, de acuerdo a la referencia de Williams (1941); mientras que Calcio y Magnesio, tomando como base la metodología de Cheng y Bray (1951). El aforo del rio se hizo de acuerdo a la metodología citada por (Briones y Casillas, 1997). Solución de Steiner. Se tomo como base la propuesta de Steiner (1962), para hacer las comparaciones necesarias. El desarrollo de ésta técnica debe considerar, la relación mutua entre iones; estar balanceada en sus macronutrimentos, la conexión alterna en medio de los aniones considera: NO3-1, H2PO4-2 y SO4-2 .La correspondencia recíproca dentro de los cationes examina: K+, Ca 2+, y Mg2+. También se toma como una posible alternativa el cultivo de las rosas.

Fig. 2. Distribución de los sitios de muestreo dentro de la cuenca del Río Amajac.

Resultados y discusión Los resultados promedio consignados indican que las aguas del río Amajac, contienen bajas cantidades: 0.19, 0.009 y 0.378 meq l-1, de nitratos, fosfatos y sulfatos respectivamente, por lo que de acuerdo con Steiner (1961), se requiere un aporte de 11.81, 0.999 y 6.622 meq l-1 de los mismos aniones; mientras que de cationes se cuantificaron 0.39, 1.97 y 2.28 meq l-1de potasio calcio y magnesio, siendo necesario aportar 6.61, 7.03, y 1.72 meq l-1de éstos cationes en la preparación de la solución nutritiva (Tabla 1). Al respecto en un trabajo reportado por Sonneveld (1995), citado por Florián (2003), registro un ejemplo de solucion nutritiva para el cultivo de rosas sin suelo, el cual indica que se necesitan

682 ppm de Nitratos, 126 ppm de Acido Fosfórico, 120 ppm de Sulfatos, 27 ppm de Amonio, 176 ppm de Potasio, 130 ppm de Calcio , 26 ppm de Magnesio, 1.5 ppm de Fierro, 0.45 ppm de Manganeso, 0.14 ppm de Zinc, .28 ppm de Boro, 0.05 ppm de Cobre, y 0.0275 ppm de Molibdeno. Tabla 1. Resultados promedio de los análisis de agua (meq l-1), en diferentes sitios de la cuenca del Río Amajac. Localidad Sta. Ma Amajac Rancho El Salitre Rancho te Cruz San Cristóbal R. A. Mez –San Pablo Presa el Cedral Presa la Estanzuela Presa Jaramillo Acude.. San Vicente Rancho el Milagro Carboneras Lag. Meztitlan Pueblo Almolón San Juan Amajaque Rio Amajac (union) Arroyo El arenalito Grutas de tolantongo Arroyo Rancho La florida

NO3-1 0.13 0.23 0.24 0.24 0.11 0.29 0.16 0.17 0.09 0.19 0.19 0.29 0.29 0.27 0.15 0.13 0.16 0.13

H2PO4 0.00031 0.00032 0.005 0.006 0.0004 0.0002 0.0003 0.0003 0.0009 0.0005 0.0007 0.0012 0.0013 0.001 0.0003 0.0003 0.0006 0.0006

SO4-2 2.0 0.483 0.325 0.1042 1.4583 0.0042 0.0002 0.0417 0.0004 0.00 0.00 0.1833 0.1688 0.2083 1.0833 0.2417 0.0875 0.4125

K+ 0.06 0.14 0.21 0.29 0.07 0.04 0.09 0.02 0.02 0.01 0.02 0.28 0.20 0.22 0.25 0.03 0.34 0.22

Ca2+ 3.15 3.9 3.3 2.25 3.7 0.65 0.70 0.25 0.25 0.65 0.45 2.15 2.10 2.20 2.25 2.70 2.70 2.10

Mg2+ 5.15 1.70 2.80 3.55 5.10 0.65 1.10 0.45 0.25 0.60 0.80 2.95 2.45 2.75 3.90 1.85 3.20 1.85

Conductividad Eléctrica. Las concentraciones más altas de Conductividad Eléctrica (0.86 y 0.70 ds m-1) corresponden a las aguas vertidas de las grutas de tolantongo (400 l s-1 ) y en el río Amajac (228 l s-1 ) antes de llegar al pueblo “ Santa María Amajac”. La distribución general de los resultados se muestra en la Fig. 3, donde se puede apreciar que todos los valores están por debajo de 1ds m-1.

C . E . ( ds m -1)

C E en aguas del Río Amajac 1 0.5 0 0

5

10

15

20

Localidad Fig. 3. Concentración de la C. E del agua en diferentes puntos del Río Amajac.

Potencial Hidrogeno. Los valores consignados estan por arriba de la neutralidad (Fig. 4) , El pH promedio del agua fue 7.42. Al respecto (Zieslin y Abolitz, 1994) comentan que es conveniente comprobar con frecuencia el nivel del pH de la solución y del extracto del substrato y corregirlo si es necesario, debido a su fácil alteración. Esta variación ocurre por motivos diversos entre los que figuran ya sea la alcalinización fisiológica, producida al liberar la raíz iones OH- como consecuencia de la absorción de nitratos o bien la acidificación asociada a la excreción de iones H+ por la raíz debida a la absorción de NH4+ .

pH de agua dentro del Rio Amajac

Potencial Hidrogeno

8 7.5 7 6.5 0

5

10

15

20

Localidad Fig. 4. Concentración del p H del agua en diferentes puntos del Río Amajac. Cantidad del agua a través del Río Amajac. Los manantiales de esta cuenca comienzan con gastos muy pequeños los cuales fluctuan de 3 a 22 l s-1, en la zona alta de la Sierra de Pachuca, cerca del Pueblo de Santa María Amajac el gasto fluctúa de de 228 a 500 l s-1, dependiendo de la época del año. Es importante anotar que en esta zona es donde pudiera ser más factible desarrollar el cultivo de flores y rosal, bajo condiciones de hidroponía e invernaderos, sobretodo por las vías de comunicación y la cercanía con la ciudad de Pachuca principalmente. Entre Meztitlan y San Pablo se aforaron 1391 l s-1 en la época de estiaje; llegando al pueblo de San Juan Amajaque 2275 l s-1 ( en éste lugar se juntan las aguas con las del Río Almolón el cual es continuación del Río Venados y del Río Tulancingo, donde se aforaron en el mes de enero 1152 l s-1). Conclusiones 1. Los contenidos de macronutrientes (nitrógeno, fósforo, potasio, azufre, calcio y magnesio) se registraron en bajas cantidades dentro del agua analizada, considerando básicamente en la parte sur de la cuenca. 2. Es necesario acidificar el agua, para obtener un pH entre 5.5 y 6.5, titulando HNO3, H3PO4, ya que no es recomendable adicionar más de 1 meq l-1, de H2PO4 o H2SO4 3. La Conductividad Eléctrica del agua en el río Amajac, varía de 0.08 a 0.86ds m-1 , lo cual indica que la mayoría del agua tiene bajos contenidos de sales, excepto las vertidas por las grutas de tolantongo.

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