Cultivo sin suelo

Ventajas

En los últimos años, se ha publicado un gran número de artículos donde se describen las ventajas de este tipo de cultivos. Sin embargo, es preciso resaltar que estas ventajas no son extensibles a todos los cultivos sin suelo, sino que existen diferencias apreciables de acuerdo con el grado de sofisticación del sistema que se considere e, indudablemente, del tipo de cultivo a estudio.

a. Incremento de la productividad
En general, un control preciso de la nutrición de las plantas, que crecen en los cultivos sin suelo, favorece un mayor rendimiento y una mejora cualitativa de los productos, pero esto no significa necesariamente que el rendimiento en los cultivos tradicionales sean muy inferior. Es evidente que en zonas con suelos excesivamente salinos, agotamiento de nutrientes o toxicidad por metales pesados, etc. los cultivos sin suelo producirían cosechas muy superiores. En los últimos 15 años la Bibliografía recoge numerosos artículos que presentan un estudio comparativo de estos cultivos respecto a los convencionales, donde se muestran las ventajas de los primeros sobre los segundos; ventajas que engloban varios aspectos como la reducción del trabajo, rendimientos más elevados y uniformidad en la calidad de los productos. Es importante mencionar que en muchos de los experimentos la gestión de cultivos convencionales no estaba realmente controlada.

b. Nutrición controlada de las plantas
El control del aporte nutricional a las plantas es una de las principales ventajas de los cultivos hidropónicos. La disolución nutritiva debe "diseñarse a la carta"; la investigación en Química Agrícola ha centrado sus esfuerzos, en los últimos años, en optimizar disoluciones nutritivas ideales para cada tipo de cultivo, sin olvidar que una nutrición ideal debe respetar las necesidades de la planta en cada estadío de su desarrollo, esto es, mantener un balance nutriente evolutivo. De esta forma, se le da a la planta lo que necesita en cada momento, evitando lixiviaciones contaminantes y posibles toxicidades. En los cultivos convencionales resulta mucho más difícil calcular la dosis fertilizante adecuada, dado que se tiene que llegar a un equilibrio entre los nutrientes del suelo y los fertilizantes añadidos, sin olvidar los procesos antagónicos, la fijación a los coloides arcillosos o el mayor o menor grado de disponibilidad de los nutrientes en función de las condiciones físico-químicas y climatológicas del medio en que se desarrolla. Cabe destacar, asimismo, la uniformidad de los productos obtenidos, mucho mayor en sistemas de hidroponía pura y alta sofisticación, y algo menor cuando se utilizan sistemas de riego más sencillo como el goteo.

c. Prácticas de esterilización
El suelo de los invernaderos deben encontrarse libre de organismos patógenos antes de plantar una cosecha. La operación de esterilización es dificil y costosa pero necesaria y de gran importancia. Los invernaderos requieren altas inversiones en estructuras, instalaciones, materiales, etc.. y es necesario obtener el máximo rendimiento para que resulte rentable. El procedimiento más efectivo para esterilizar el suelo es mediante chorros de vapor pero se trata de un método caro (debido a la energía que se consume). La esterilización química es menos costosa, pero cuenta con algunos inconvenientes (generalmente son problemas de toxicidad tanto por el manejo como por la generación de residuos tóxicos). En los cultivos sin suelo abiertos, no hay necesidad de esterilización cuando los materiales y los sustratos no se van a reutilizar. Para los cultivos cerrados, la necesidad de esterilización varia dependiendo de si se trata de hidroponía pura o sistemas NFT con reemplazamiento del film. Cuando se utilizan sustratos sólidos, es habitual aplicar una esterilización en vapor o química para volver a reutilizar el soporte. En cualquier caso la esterilización de los cultivos sin suelo resulta más sencilla que la fumigación del suelo tradicional.

d. Control del pH
Otra de las ventajas de estos cultivos es la posibilidad de controlar el pH de la disolución nutritiva, de acuerdo con los requerimientos óptimos del cultivo y de las condiciones ambientales. El pH idóneo suele oscilar en 5.5 y 6.5, de forma que el especialista puede ajustar su disolución nutritiva a estos valores mediante la adición de NaOH (sosa) para aumentar el pH, o HCl (ácido clorhídrico) para disminuirlo. En los cultivos tradicionales el ajuste de pH resulta bastante más complicado, un suelo con pH ácido puede corregirse con caliza dolomítica y la utilización de aguas duras, con un exceso de Ca (calcio) y Mg (magnesio). Suelos con valores altos de pH, requieren de cultivos capaces de adaptarse a esta situación con cierta facilidad.

e. Ahorro de agua
El agua es el factor más importante en la producción de cosechas. En zonas muy cálidas y en zonas áridas el gasto de agua es tal que se convierte en el factor limitante para el desarrollo agrícola. La ventaja de los cultivos sin suelo estriba en la facilidad para emplear técnicas de irrigación con un consumo moderado del agua, como en el caso de los hidropónicos puros donde las raíces de las plantas están sumergidas en la disolución nutritiva, como mencionábamos anteriormente, o empleando la subírrigación en los sustratos (existen variaciones de acuerdo con el tipo de sustrato que se utilice). Además, en el caso de los cultivos cerrados, el agua se recicla, y posteriormente se aprovecha para otros riegos, pero existe una marcada desventaja, se consume gran cantidad de tiempo y de recursos en el control de la red de riego. Por ejemplo, en aguas duras (con excesiva cantidad de carbonato cálcico), existe un peligro evidente de obturación de las boquillas. Este problema se minimiza utilizando aguas ácidas de lavado (disoluciones de ácido nítrico) que disuelven los precipitados formados (costras salinas).

f. Reducción del trabajo
Estos cultivos no necesitan de las tareas habituales llevadas a cabo en los cultivos tradicionales: esterilización del suelo, preparación previa del suelo, períodos de barbecho, etc. En cualquier caso dentro de los cultivos sin suelo, existen grandes diferencias que afectan al grado de automatización y semiautomatización, al tipo de sustrato o al número de cosechas susceptibles de cultivarse en cada sustrato.

g. Control de factores ambientales y nutricionales que afectan al desarrollo del cultivo
La hidroponía consigue optimizar aquellos factores que afectan directamente al desarrollo de la planta: i) la temperatura -valores elevados, fundamentalmente en épocas secas, resultan poco favorables para el crecimiento de la planta, a consecuencia de la intensa evapotranspiración-, ii) la iluminación artificial que habitualmente acelera el crecimiento, iii) el contenido de humedad, en este sentido es preciso recordar que la mayoría de los cultivos requieren de un aporte regular y suficiente de agua, que a su vez actuará sobre la tasa de transporte de N (nitrógeno) y su traslocación desde la corteza radicular hasta el vástago y iv) por último, un factor fundamental: la concentración y forma química en la que se presentan los diferentes nutrientes. En el apartado anterior control de nutrición de las plantas se hacía alusión a la necesidad de un control exhaustivo sobre la acidez del cultivo; en este caso nos centramos en la competitividad -antagonismo- o aprovechamiento -sinergia- de elementos nutritivos; por poner un ejemplo claro, se ha podido comprobar que la presencia de K (catión potasio) favorece la absorción de NH₄ (catión amonio), mientras que el molibdeno (absorbido por la planta como MoO₄^2-) dificulta la absorción de hierro en su forma Fe² .

Un ejemplo muy ilustrativo lo encontramos en el nitrógeno; de las formas de N inorgánico (macronutriente esencial) que la planta puede incorporar a su metabolismo el NH₄ resulta ser la más tóxica ya que al parecer interrumpe la fotofosforilación cíclica, paso clave en el proceso fotosintético, lo que reduce la capacidad para capturar la energía luminosa. Podríamos pensar que el problema se solucionaría añadiendo el nutriente en forma de NO₃^-, pero generalmente los mayores rendimientos se obtienen con el aporte conjunto de las dos formas nitrogenadas. Por tanto lo ideal es lograr un equilibrio entre ambas formas, algo relativamente sencillo de realizar en cultivos hidropónicos.

h. Mayor número de cosechas por año
El empleo de de la hidroponía favorece un incremento en el número de cosechas al año por área de producción debido, naturalmente, a que no existe necesidad de que transcurra un tiempo limitado de descanso entre cosechas.

i. Sustitución efectiva de suelos agotados o no apropiados
En este aspecto, la hidroponía ofrece una alternativa única, ya que se puede aprovechar el espacio de estos suelos no productivos con la posibilidad de duplicar e incluso triplicar el número de cosechas por año.

Fuente: Cahiers Options Méditerranéennes vol. 31, 1999

Inconvenientes

a. Inversiones altas
De forma general, los cultivos sin suelo requieren inversiones más altas que las necesarias para los cultivos convencionales. Es evidente, que el coste depende del tipo de cultivo sin suelo, del grado de perfección, de las medidas de control del sistema adoptado y de la disponibilidad de los materiales en la zona geográfica en que se ubique. Por esa razón existe bastante diferencia entre los costes de estos cultivos en función del país en que se desarrolle. Asimismo es necesario contar con las inversiones propias para la construcción de invernaderos, contenedores, sistemas de reciclado para la disolución nutritiva, electricidad, agua o aparatos de destilación.

b. Mayor conocimiento técnico
Para que el cultivo sin suelo se desarrolle correctamente, es necesario tener conocimiento sobre la nutrición esencial de las plantas, factores que influyen en su crecimiento, química elemental, familiaridad con los sistemas de control, etc. Es evidente que éstos cultivos requieren de una formación técnica algo más avanzada que los convencionales y por tanto se necesita personal técnico cualificado; no obstante, cabe decir que la familiarización con los cultivos hidropónicos resulta sencilla y atractiva.

c. Riesgo de infecciones
En los sistemas abiertos, el riesgo de infecciones es sensiblemente más bajo que en los cerrados, en los que el exceso del agua drena por las raíces de las plantas. En este caso, si se declara una infección, todas las plantas de la instalación resultarían infectadas.

d. Otros
Existen otras desventajas asociadas a los cultivos sin suelo, como la necesidad de una mayor frecuencia de riego, con el problema añadido de un fallo en el sistema, una mayor necesidad de agua, una mínima reserva de nutrientes -derivada de la incapacidad de algunos sustratos para fijar nutrientes-, dependencia de sustratos que en ocasiones no son locales sino importados y, por último, el riesgo de un mayor impacto ecológico negativo ante un fallo humano o mecánico. No debemos olvidar que el suelo tiene capacidad amortigüadora, pero con los sustratos un error se paga caro.