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Fertilización en el invernadero

Para tener éxito en el trabajo con un conservatorio es imprescindible alimentar de forma correcta el cultivo. Especialmente en aquellos donde se cultivan hortalizas y plantas de follaje en sustrato estéril, donde este no aporta cantidades considerables de nutrientes.

Nutrición general de las plantas

Los 16 elementos exigidos por todas las plantas son el carbono (C), hidrógeno (H), nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), azufre (S), calcio (Ca), oxígeno (O), magnesio (Mg), hierro (Fe), boro (B), manganeso (Mn), cobre (Cu), zinc (Zn), molibdeno (Mo) y cloro (Cl).

Los elementos C, H y O se abastecen principalmente del aire (dióxido de carbono (CO2) y oxígeno) y del agua (H2O).  Los restantes 13 elementos, generalmente conocidos como nutrientes minerales, se abastecen a partir de varias fuentes.  En los suelos fértiles las plantas pueden obtener los nutrientes minerales del suelo en cantidades suficientes, pero en los suelos pobres, en el cultivo en macetas o en sustratos artificiales, solo pequeñas cantidades de estos nutrientes se pueden obtener directamente del sustrato, por lo que deben ser suministrados con regularidad para obtener un buen crecimiento y desarrollo. El agua de pozo en algunas partes contiene cantidades importantes de algunos de estos nutrientes minerales, siendo los más comunes el calcio, azufre, magnesio e hierro.

Los nutrientes N, P, K, S, Ca y Mg se conocen como los macro nutrientes, ya que se requieren en grandes cantidades por la planta en comparación con los elementos restantes. Los otros siete elementos se conocen como micro nutrientes, ya que se requieren en pequeñas cantidades, por lo general unas pocas partes por millón (ppm) en el tejido de la planta.

Rol de los elementos en el crecimiento de las plantas



Carbono: Se "fija" del CO2 de la atmósfera por la fotosíntesis las plantas. El carbono es un componente de todos los compuestos orgánicos tales como azúcares, proteínas y ácidos orgánicos. Estos compuestos se utilizan como componentes estructurales, en las reacciones enzimáticas, y el material genético, entre otros. El proceso de la respiración degrada los compuestos orgánicos para generar energía para los procesos de diversas plantas.

El nivel normal de CO2 en la atmósfera es de 350 ppm. La investigación en muchos cultivos ha demostrado que si el nivel del CO2 del ambiente es mayor, y está entre 800 y 1000 ppm, se obtiene como resultado un mayor crecimiento y rendimiento de las plantas, siempre que se tenga la suficiente luz. La inyección de CO2 es una práctica habitual en la producción de hortalizas en los invernaderos en los climas fríos. En estos climas, los altos niveles de CO2 se puede mantener porque los invernaderos están cerrados durante el invierno. En las zonas cálidas, la inyección de CO2 no es práctica, debido a la gran ventilación necesaria, incluso en invierno, para mantener el invernadero a temperaturas frescas adecuadas a las plantas. Si la inyección de CO2 se practica, sólo debe aplicarse cuando el sistema de ventilación esté apagado, por otra parte, sólo podría inyectarse de día porque es cuando el CO2 puede ser utilizado por la planta.

La inyección de CO2 es más eficaz si se realiza dentro de la cobertura vegetal donde el CO2 puede entrar fácilmente a las hojas de plantas. Se debe invertir en un sistema de seguimiento del CO2 para que la cantidad de este no llegue a niveles de desperdicio. El seguimiento y control de la inyección de CO2 puede ser computarizado y automatizado.

Hidrógeno: También es un componente de los compuestos orgánicos donde se encuentra el C. Los iones de hidrógeno están implicados en las reacciones electroquímicas para regular los intercambios a través de las membranas celulares. Es el tercer elemento típico de las moléculas orgánicas, como azúcares simples. La presencia de O2 es importante para muchas reacciones bioquímicas de plantas.

Fósforo: Es utilizado en varios compuestos de transferencia de energía en las plantas. Una función muy importante para él, es su papel en los ácidos nucleicos, bloques de construcción para el material del código genético en las células vegetales.

Potasio: Es utilizado como un activador en muchas reacciones enzimáticas en la planta. Otra función del K en las plantas se produce en células especiales que se encuentran alrededor de los estomas. La turgencia de estas células (o la falta de turgencia) controla el grado de apertura de los estomas y por lo tanto controla el nivel de intercambio de gases y vapor de agua a través de ellos. Esta turgencia se controla por la entrada y salida del K a estas células.
Nitrógeno: Es un elemento muy importante para el crecimiento de las plantas y se encuentra en muchos de sus compuestos. Estos incluyen la clorofila (el pigmento verde de las plantas), aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos, y ácidos orgánicos.

Azufre: Es un componente de algunos aminoácidos como la metionina. El azufre también se encuentra en el grupo sulfidrilo de ciertas enzimas.

Calcio: Es necesario para el desarrollo de la pared celular. Además, el Ca se utiliza como un cofactor de ciertas reacciones enzimáticas. Recientemente, se ha determinado que el Ca está implicado íntimamente en la regulación de los procesos celulares mediados por una molécula llamada calmodulina.

Hierro: Se utiliza en las reacciones bioquímicas que forman la clorofila y es parte de una de las enzimas que se encarga de la reducción del nitrógeno en el nitrógeno amoniacal. Otros sistemas de enzimas como la catalasa y peroxidasa también requieren de Fe.

Boro: Las funciones del boro en la planta no se conocen bien. El boro parece ser importante para el desarrollo de meristemas normales en partes jóvenes, tales como las puntas de las raíces.

Manganeso: Existen funciones del manganeso en varias reacciones enzimáticas que involucran el compuesto de energía trifosfato de adenosina (ATP). El manganeso también activa varias enzimas y está involucrado con los procesos en el sistema de transporte de electrones en la fotosíntesis.

Cobre: Es un componente de varias enzimas en las plantas y es parte de una proteína en el sistema de transporte de electrones en la fotosíntesis.

Zinc: Participa en la activación de varias enzimas de la planta y es necesario para la síntesis del ácido indolacético, un regulador de crecimiento.

Molibdeno: Es un componente de dos enzimas que intervienen en el metabolismo del nitrógeno. La más importante de estas es el nitrato reductasa.

Cloro: Tiene un posible papel en la fotosíntesis y podría funcionar como un contra-ion en los flujos de el K involucrados en la turgencia de las células.

Deficiencias de nutrientes

El fósforo es absorbido como H2PO4-1 o HPO4-2 por un proceso activo que requiere energía.

El P es muy móvil en la planta. Las deficiencias por lo tanto aparecen en las hojas más viejas de la planta, ya que el P se traslada desde estas hojas para satisfacer las necesidades del nuevo crecimiento. La deficiencia de P se manifiesta como retraso del crecimiento y una coloración rojiza como resultado de mayores niveles de pigmentos de antocianina.
 
Las hojas deficientes tendrán sólo un 0,1% de P en la materia seca. Lo normal en las hojas recién maduradas de la mayoría de las verduras contienen de 0,25 a 0,6% de P sobre la base del peso seco. El exceso de P en la zona de las raíces puede dar lugar a un pobre crecimiento de las plantas, probablemente como resultado de que el P retarda la absorción de Zn, Fe y Cu.

La absorción del P puede ser reducida por el pH alto en la zona de la raíz o por temperaturas frías del sustrato (menos de 60 °F). Es importante tratar de mantener el pH en la solución de fertilización entre 5,6 y 6,0 para favorecer la absorción del P. Si el agua de que se dispone es alcalina, la acidificación se puede lograr mediante el uso de varios ácidos como el sulfúrico, nítrico o fosfórico y si es demasiado ácida con el uso del hidróxido de potasio.

El potasio se absorbe en grandes cantidades por un proceso de captación activo. Una vez en la planta, el K es muy móvil y se transporta a los tejidos jóvenes rápidamente.

Deficiencia de potasio

Figura 1. Síntomas de deficiencia de potasio en el mango.


Los síntomas de deficiencia de K aparecen primero en las hojas inferiores como pecas o manchas marginales. Los resultados de una deficiencia prolongada es la necrosis en los márgenes de las hojas (Figura 1) y las plantas pueden llegar a estar un poco marchitas. Las hojas de las plantas deficientes en general contienen menos del 1,5% de K. Las deficiencias de K dan lugar a manchas durante la maduración de los tomates, en los que los frutos no producen el color rojo normal en algunas zonas de la fruta. Los niveles excesivos de K en el sustrato, podrían inhibir la absorción de otros cationes como magnesio o calcio.

El nitrógeno puede ser absorbido por la planta, ya sea como nitrato (NO3) o como amonio (NH4+). La forma como NO3 suele ser la forma preferida para la mayoría de las soluciones nutriente de N. La forma NH4 parece ser absorbida más fácil que el NO3 a temperaturas frías (menos de 55°F). La absorción del NH4 es mejor con un pH cercano al neutro y la absorción se reduce cuando el pH baja. La absorción del NO3 es mejor con los niveles de pH ácidos. La mayor absorción de N por las plantas por lo general ocurre cuando las dos formas de N están presentes en el sustrato. Un sustrato con la presencia de NH4 y NO3 resulta en mayores tasas de crecimiento en algunas pruebas. La forma en que el N es absorbido tiene un efecto sobre el pH del sustrato. Cuando se absorbe como NH4, la planta libera iones H+ para mantener el equilibrio eléctrico, y por lo tanto, cae el pH. Como NO3, el pH aumenta debido a la presencia de mayores cantidades de iones OH-. La absorción del N, por lo tanto, puede explicar algunas de las fluctuaciones que a veces se ve en el pH del sustrato artificial en los cultivos hidropónicos. El nitrógeno es un elemento muy móvil en la planta y por lo tanto los síntomas de deficiencia aparecen primero en las hojas inferiores. Los síntomas consisten en un amarillamiento general (clorosis) de las hojas.

Las hojas de plantas normales contienen entre 2.0% y 5.0% de N en relación al peso seco. Las deficiencias de N aparecen más a menudo cuando se cometen errores en el manejo de fertilizantes que resultan en insuficiente aporte de N a los cultivos. Más a menudo, el problema es de exceso de aplicación de N. Las plantas que reciben un exceso de N por lo general son exuberantes y tiernas, con hojas grandes y de color verde oscuro.
 
El azufre es absorbido principalmente en forma de sulfato (SO4). El azufre no es muy móvil en la planta, por lo general la deficiencia se inicia en el nuevo crecimiento. Los síntomas de deficiencia consisten en un amarillamiento general de las hojas. Las deficiencias de N y S parecen similares, pero la deficiencia de N se produce en las hojas inferiores mientras que la deficiencia de S se produce en las hojas superiores. Las hojas de las plantas por lo general contienen entre 0.2% y 0.5% de S en base a peso seco. Este rango es similar al del P. La mayoría de las plantas, pueden tolerar niveles muy altos de S en el sustrato y esto es la razón del amplio uso de materiales que contienen azufre para suministrar los nutrientes (como el magnesio) y micro nutrientes en forma de sulfatos.

El calcio, a diferencia de la mayoría de los elementos, es absorbido y transportado por un mecanismo pasivo. El proceso de transpiración de las plantas es un factor importante en la absorción de calcio. Una vez en la planta, el calcio se mueve hacia las zonas de alta tasa de transpiración, como las hojas en rápida expansión. La mayor parte de la absorción de calcio se produce en una región de la raíz detrás de la punta. Las enfermedades de la raíz, limitan considerablemente la absorción de calcio por la planta.

Deficiencia de calcio

Figura 2. Deficiencia de calcio en el tomate.


El calcio es inmóvil en la planta, por lo tanto, los síntomas de deficiencia aparecen primero en el nuevo crecimiento. Las deficiencias de Ca causa necrosis o rizado de las hojas nuevas y el crecimiento retorcido. Debido a que el calcio se dirige principalmente a las zonas de alta transpiración, es común que los síntomas de deficiencia se manifiesten en los frutos donde la transpiración es muy baja (Figura 2).

Puesto que el movimiento de Ca en la planta está relacionada con la transpiración, se deduce que las condiciones ambientales que afectan la transpiración también afectan el movimiento de Ca. Los períodos de alta humedad pueden conducir a que las puntas de ciertas plantas se vean como quemadas, ya que la transpiración es baja debido a la humedad y no satisface la elevada necesidad de calcio a las zonas de crecimiento de las hojas en expansión. Las concentraciones de calcio en las hojas normales, recientemente maduras será del 1.0% al 5.0%. Las deficiencias, sin embargo, pueden ocurrir de manera temporal bajo ciertas condiciones ambientales como se mencionó anteriormente. Además, la absorción de calcio puede ser afectada por otros iones como el NH4, Mg y K. Estos cationes pueden competir con el Ca en la absorción por la raíz. Para evitar la competencia los cationes mencionados no deben ser suministrados en exceso a lo que se necesita por la planta.

El magnesio es absorbido por la planta en cantidades menores que el Ca. La absorción de Mg es también muy afectada por la competencia de otros, tales como K, Ca, o NH4. A diferencia del Ca, el Mg es móvil en la planta y las deficiencias aparecen primero en las hojas inferiores. La deficiencia de Mg produce clorosis intervenal que puede conducir a la necrosis de las zonas afectadas.

El Mg se encuentra normalmente en concentraciones de 0.2% a 0.8% en las hojas normales. Las condiciones que conducen a la deficiencia incluyen mal diseño de los programas de abono que contienen muy poco Mg o que el K, Ca, o NH4 están en exceso.

El hierro puede ser absorbido por un proceso activo como Fe+2 o de quelatos de hierro, que son moléculas orgánicas que contienen hierro "secuestrado" dentro de la molécula. La absorción del hierro es altamente dependiente de la forma del hierro y la absorción adecuada depende de la capacidad de la raíz para reducir el Fe+3 a Fe+2 para la captación. Los quelatos de hierro son solubles y ayudan a mantener Fe en la solución para la absorción. La absorción desde la molécula de quelato es baja y generalmente el Fe se retira del quelato antes de la absorción. El hierro no es móvil en las plantas y los síntomas aparecen en las primeras hojas nuevas. Los síntomas consisten en clorosis que puede progresar a una decoloración casi total y la necrosis de las hojas afectadas. Las hojas normales contienen de 80 ppm a 120 ppm de Fe en base a peso seco.

Las condiciones que conducen a la deficiencia de Fe son las concentraciones inadecuadas de Fe en la solución nutritiva, los sustratos fríos, o la alcalinidad en el sustrato (pH superior a 7.0). Esta deficiencia de Fe se corrige mediante la adición de Fe a la solución fertilizante o por aplicaciones foliares de Fe. Por lo general, una o dos aplicaciones de una solución de 25 ppm de Fe (quelato de hierro) puede corregir temporalmente la deficiencia de Fe.

El manganeso es absorbido como iones Mn+2 y la absorción se ve afectada por otros cationes tales como Ca y Mg. El manganeso es relativamente inmóvil en la planta y los síntomas de deficiencia aparecen en las hojas superiores.

La deficiencia de manganeso se asemeja a la de Mg, sin embargo, la de Mg aparece en las hojas inferiores de la planta. La deficiencia de manganeso se manifiesta como clorosis, sin embargo la clorosis es más pinta en apariencia comparada con la deficiencia de magnesio. Las concentraciones normales de Mn en las hojas varía desde 30 a 125 ppm para la mayoría de las plantas. Las altas concentraciones de manganeso puede ser tóxicas para las plantas. La toxicidad consiste en necrosis marginal de la hoja en muchas plantas. Las concentraciones de manganeso en el orden de 800 a 1000 ppm pueden causar toxicidad en muchos cultivos. El exceso de manganeso en la solución de nutrientes reduce la absorción de Fe. Las situaciones que conducen a la deficiencia son en su mayoría debido al inadecuado suministro de Mn en la solución nutriente o por efecto de la competencia con otros iones.

La absorción del zinc se piensa que es un proceso activo y puede ser afectado por la concentración de P en el sustrato. El Zn no es muy móvil en las plantas. Los resultados de la deficiencia de Zn son las hojas con clorosis. A veces, la deficiencia de Zn dará lugar a plantas con entrenudos acortados.
Las hojas normales contienen alrededor de 25 a 50 ppm de Zn. Las altas concentraciones de zinc puede causar toxicidad y producirse una reducción en el crecimiento de las raíces y las hojas son pequeñas y cloróticas. La deficiencia de zinc puede ser aumentada por los sustratos fríos y húmedos o por estos con un pH muy alto o con exceso de P.

El cobre es absorbido por las plantas en cantidades muy pequeñas. El proceso de absorción parece ser un proceso activo y se afecta fuertemente por el Zn y el pH. El cobre no es muy móvil en las plantas, pero algún Cu puede ser trasladado desde las hojas viejas a las nuevas. El nivel normal de Cu en las plantas es del orden de 5 a 20 ppm.La deficiencia de cobre en las hojas jóvenes conduce a la clorosis y cierta elongación de las hojas. El exceso de cobre, especialmente en un medio ácido, puede ser tóxico.

El molibdeno se absorbe como molibdato MoO4+2 y la absorción puede ser suprimida por los sulfatos. El contenido de Mo en los tejidos es por lo general menos de 1 ppm. Una deficiencia de Mo aparece primero en las hojas de vida media y las hojas más viejas. Las hojas se vuelven cloróticas y los márgenes se enrollan. A diferencia de otros micro nutrientes, la deficiencia de Mo se produce sobre todo en condiciones ácidas.

La absorción de boro por las plantas no se entiende bien. El Boro no es móvil en la planta y parece que la captación y otras características son comunes a las del calcio.

La deficiencia de boro afecta a los puntos de crecimiento jóvenes en primer lugar, por ejemplo, las yemas, puntas de las hojas, y sus márgenes. En los cogollos se desarrollan áreas necróticas y las puntas de las hojas se vuelven cloróticas y finalmente mueren. Las hojas normales contienen de 20 a 40 ppm de B mientras que los niveles altos pueden causar toxicidad. Sólo pequeñas cantidades de B son necesarios para las plantas y el suministro de B excesivo de las soluciones de fertilizantes o de pulverizaciones foliares conduce a la toxicidad.

La deficiencia de cloro es muy rara en las plantas de cultivo. Esto se debe a que las necesidades de Cl son muy pequeñas y está presente en el ambiente, en los fertilizantes, agua, aire, y en el sustrato.

Fuentes de nutrientes

Los materiales utilizados para suministrar soluciones nutrientes se eligen en base a varios factores, incluido el costo por unidad de nutriente, la solubilidad en agua, la capacidad de suministro de múltiples nutrientes, la ausencia de contaminantes, y la facilidad de manejo. Los materiales fertilizantes mas utilizados se listan en la Tabla 1.

Tabla 1. Materiales mas utilizados para fabricar soluciones nutrientes

Nutriente suministrado

Fuente

Contenido del nutriente (%)

Nitrógeno (N)

Nitrato de amonio

33.5


Nitrato de calcio

15.5


Nitrato de potasio

13


Ácido nítrico

varía

Fósforo (P)

Fosfato monopotásico

23


Ácido fosfórico

varía

Potasio (K)

Cloruro de potasio

50


Nitrato de potasio

36.5


Sulfato de potasio-magnesio

18.3


Fosfato monopotásico

28


Sulfato de potasio

43

Calcio (Ca)

Nitrato de calcio

19


Cloruro de calcioz

11

Magnesio (Mg)

Sulfato de magnesio

10


Sulfato de potasio-magnesio

11

Azufre (S)

Sulfato de magnesio

14


Sulfato de potasio-magnesio

22


Ácido sulfúrico

varía


Sulfato de potasio

18

Boro (B)

Borato de sodio

20


Ácido bórico

17

Cobre (Cu)

Cloruro cúprico

17


Sulfato de cobre

25


Nitrato de cobrez

17

Zinc (Zn)

Sulfato de zinc

36


Nitrato de zincz

17

Hierro (Fe)

Hierro quelado (EDTA, DTPA)

5-12

Manganeso (Mn)

Cloruro de manganeso

44


Sulfato de manganeso

28


Nitrato de manganesoz

15

Molibdeno (Mo)

Molibdato de amonio

54


Molibdato de sodio

39

Cloro (Cl)

Cloruro de potasio

52


Cloruro de calcio

64

z Formulación líquida

 



Requerimientos de nutrientes de las cosechas

Los cultivos productivos hortícolas de invernadero necesitan las cantidades necesarias de cada nutriente, conocida como requerimiento de nutrientes de los cultivos (RNC), durante la temporada. La tasa de crecimiento de las plantas determina en gran medida, la cantidad de nutrientes necesarios en la solución de nutrientes durante ese ciclo de crecimiento. En general es mejor empezar con cantidades moderadas de alimentos a principios de la temporada, y aumentar las concentraciones a las de las formulaciones recomendadas cuando el cultivo crece (ver la Tabla 2 para el tomate). Esta programación es la mas apropiada para los cultivos desarrollados en algún sustrato sólido, tal como la turba que proporciona cantidades significativas de nutrientes a las plantas. El suministro de las plantas con pequeñas cantidades de nutrientes en forma continua puede ser tan satisfactorio como el suministro de mayores cantidades en adiciones menos frecuentes.

Tabla 2 Programa de fertilización para el tomate


A

B

Fertilizante

Semillero hasta el comienzo de la fructificación

Gramos por 100 litros de solución

Comienzo de la fructificación hasta el final

Gramos por 100 litros de solución

Sulfato de magnesio

50

50

Fosfato monopotásico

27

27

Nitrato de potasio

20

20

Sulfato de potasio1

10

10

Nitrato de calcio

50

68

Hierro (Fe 330)

2.5

2.5

Solución de micro nutrientes2

15 ml

15 ml

Concentración final de nutrientes. (ppm)

N

P

K

Ca

Mg

S

Fe

B

Cu

Mn

Zn

Mo

105(133)3

62

1991

95(130)3

50

70

2.5

0.44

0.05

0.62

0.09

0.03

1El sulfato de potasio es opcional.

2Vea la fórmula de micro nutrientes abajo.

3Los números entre paréntesis son para la solución B

Fórmula de micro nutrientes

Fertilizante

Gramos por paquete1

Ácido bórico (H3BO3)

7.50

Cloruro manganoso (MnCl2 x 4H2O)

6.75

Cloruro cúprico (CuCl2 x 2H2O

0.37

Trióxido de molibdeno (MoO3)

0.15

Sulfato de zinc (ZnSO4 x 7H2O)

1.18

1 Un paquete (15.95 g) mas 450 ml de agua de disolución (calentar para disolver). Use 15 ml por cada 100 Litros de la solución nutriente final.


Esta formulación no ha sido probada para las hortalizas de invernadero en todos los sistemas de producción de los climas cálidos. No obstante los productores deben tener en cuenta que esta formulación en un buen punto de partida y que puede ser necesario hacer ajuste dependiendo de la experiencia de crecimiento y de los análisis del agua en los sitios específicos de producción. El análisis de agua afectará más a menudo el S y el Ca, así como las cantidades de ácido o álcali añadido a la formulación para ajustar el pH

Calidad del agua

En los sistemas de producción TpN (Técnica de película nutriente), la solución es el medio en el que crecen las plantas en producción. Para los sistemas de sustrato sólido, el agua constituye una gran parte del medio de cultivo. Es muy lógico, por tanto, que la calidad del agua como medio de cultivo se deba conocer. Esto es análogo a las pruebas de suelo para el suministro de nutrientes en situaciones de campo. Sin una prueba exacta de agua, un productor no puede pretender tener un buen programa de fertilización.

Al elegir una ubicación para operar un invernadero, los productores deben tener en cuenta tanto la cantidad como la calidad de la fuente de agua. Los cultivos de invernadero requieren hasta 2 litros de agua por planta por día. El requerimiento máximo se producirá cuando las plantas sean grandes y haya alta radiación solar y altas temperaturas. El sistema de riego debe tener la capacidad para entregar las cantidades adecuadas de agua a todas las zonas del conservatorio. La bomba y el sistema de suministro de riego deben estar diseñados de manera que el agua pueda llegar en cantidades suficientes a cada planta en la casa durante los períodos de máximo consumo. La calidad del agua está determinada por la cantidad de partículas en suspensión (arena, piedra caliza, materia orgánica, etc), las cantidades de materias disueltas (nutrientes y productos químicos no nutritivos), y el pH. Estos aspectos deben ser determinados por un análisis de agua de buena calidad, realizado por un laboratorio comercial competente.

En la mayoría de las situaciones, el laboratorio debe comprobar la conductividad eléctrica (CE), la concentración de iones hidrógeno (pH), la concentración de sulfatos (SO4), la dureza del agua, la concentración de sodio (Na), la concentración de cloruros (Cl), la concentración de hierro (Fe), y la concentración de bicarbonatos (HCO3). La dureza está en relación con las concentraciones de Ca y Mg en el agua y la determinación de estos dos nutrientes ayudan al agricultor en el cálculo del programa de fertilización con el Ca y el Mg.

La conductividad eléctrica, medida como deciSiemens por metro (dS.m-1) es una estimación del contenido en sales solubles totales del agua. El agua con un valor de CE de más de 1.5 dS.m-1 (igual a 1.5 mmhos por centímetro [mmhos.cm-1]) se considera de mala calidad para la mayoría de los cultivos de invernadero. Estas sales específicas presentes en el agua de mala calidad pueden acumularse en el sustrato y reducir el crecimiento del cultivo. Las altas concentraciones de sales solubles reducen el crecimiento debido a que los iones que contribuyen a la alta CE podrían competir con los nutrientes del fertilizante de las soluciones para las plantas. Además, las condiciones de alta CE reducen la facilidad con que la planta obtiene el agua de un sustrato salado. Las concentraciones de calcio de 50 ppm o más son muy comunes en el agua de suelos de origen calcáreo. Altas concentraciones de bicarbonatos de Ca y Mg podrían conducir a la precipitación de carbonatos de calcio y magnesio y a la obstrucción de los emisores de riego.

En algunas aguas las concentraciones de hierro son relativamente altas (0.5 ppm o más). Estas concentraciones superiores a 0.5 ppm podrían dar lugar a precipitados de hierro que resultan también en la obstrucción de los emisores de riego.

Las altas concentraciones de S en el agua de pozo generalmente no son perjudiciales desde el punto de vista de la nutrición vegetal. Sin embargo, la alta concentración de S puede conducir a la acumulación de bacterias "amantes" del azufre en las líneas de riego que pueden obstruir los emisores.
Las concentraciones de bicarbonatos (HCO3-1) suelen ser más que los niveles deseables. Las concentraciones altas (por encima de 30 ppm a 60 ppm) están relacionadas con un aumento de los valores del pH. Con el tiempo, el alto HCO3-1 puede conducir al aumento de los valores del pH en el medio de cultivo. Además, el alto HCO3-1 puede dar lugar a la precipitación de carbonatos de Ca y Mg. Debido a los problemas potenciales asociados con altos niveles de HCO3-1, se recomienda que el agua con altas cantidades de bicarbonatos se acidifique a pH entre 5.6 y 6.0 con ácido nítrico, fosfórico o sulfúrico.

Reacción del pH de la solución

El pH del sustrato se refiere a la concentración de iones hidrógeno (H+) en él. La concentración se determina con un dispositivo provisto de un electrodo de medición de pH o se puede aproximar con una tira de papel pH mojado con la solución. El pH de la solución de sustrato es importante debido a que algunos aspectos de la nutrición de las plantas se ven influidos por el pH, tales como la solubilidad de los elementos esenciales. La mayoría de los elementos se absorben mejor desde un medio con un pH de 5.5 a 6.5.

Un sustrato con pH superior a 7,0 reduce la solubilidad del fósforo. El pH extremadamente ácido puede llevar a la toxicidad por los micro nutrientes, especialmente en la siembra en el suelo si están presentes el manganeso y el aluminio.

Los valores del pH del sustrato puede cambiar con el tiempo dependiendo de la absorción de ciertos macro nutrientes determinados. Por ejemplo, el consumo de nitratos (NO3-1) puede conducir al aumento del pH. Esto se debe a la planta trata de mantener el balance de cargas eléctricas a través de las membranas, por lo tanto el ion hidroxilo (OH-) se exuda en la absorción de NO3-.

La absorción de K+ tiene el efecto contrario ya que H+ se intercambia, resultando en la acidificación del medio. Este cambio rápido del pH del medio es más frecuente en el cultivo hidropónico en lana de roca en comparación a la siembra en otros sustratos sólidos, porque no hay capacidad de amortiguamiento en el primero. Por lo tanto, las soluciones de nutrientes deben ser reemplazadas periódicamente o hay que añadir ácidos o bases para restablecer los niveles adecuados de pH.

Preparación de la solución nutriente



La calidad de la solución nutriente es tan buena, como buenos sean los ingredientes utilizados, y el tiempo en que estos hayan sido agregados a la solución. El material fertilizante debe ser de alta calidad y comprados a una fuente de confianza. Si el productor usa fertilizantes mezclados, es importante asegurarse de que la mezcla de fertilizantes tenga una etiqueta que muestre el análisis de los componentes, las fuentes utilizadas, y el nombre de la empresa. La mezcla debe estar registrada en el país o zona local para que el productor tenga donde recurrir en caso de problemas con el abono.
Se deben utilizar balanzas adecuadas para pesar cada material, ya que cada uno tiene una densidad volumétrica diferente.

Por lo tanto, el método por volumen no es preciso, a menos que el recipiente de medición haya sido calibrado para cada material fertilizante.

Al mezclar las soluciones, el agua caliente acelerará el tiempo de disolución de los fertilizantes. Para lotes pequeños la agitación manual mecánica será suficiente. Para grandes cantidades, puede ser mejor invertir en un agitador eléctrico o bien hacerlo con un taladro de velocidad variable y una hélice de agitación con un vástago largo.

Es mejor trabajar en pequeñas cantidades (volúmenes), mezclándolas primero, y luego verterlas en el tanque de almacenamiento grande. Para la mayoría de las operaciones de invernaderos pequeños (1 o 2 casas), los tanques de almacenamiento de 25 a 50 galones son suficientes. En la mayoría de los sistemas de producción, se necesitan por lo menos dos tanques de almacenamiento. Esto se debe a que ciertas fuentes de fertilizantes cuando se mezclan en forma concentrada, dan lugar a precipitados insolubles. Las situaciones mas comunes se producen cuando se mezclan el nitrato de calcio con materiales fosfóricos, que dan lugar al fosfato de calcio y el sulfato de calcio que se produce en la mezcla de nitrato de calcio y sulfato de magnesio. En general se puede funcionar con dos tanques, uno contiene nitrato de potasio, nitrato de calcio, y los quelatos de hierro, y el otro contiene la fuente de fósforo, el sulfato de magnesio, los micro nutrientes, y el cloruro de potasio, o nitrato de potasio.

Una vez que las pequeñas cantidades se han preparado y se han vertido en el tanque grande, el volumen total del tanque de almacenamiento se lleva al nivel deseado y se agita. Luego se deja asentar por un tiempo (unas horas), y la solución se tornará clara, pero a menudo se forman precipitados en forma de lodos de sales de calcio en el fondo del tanque por la precipitación de las sales de calcio contenidas en el agua.

El uso de materiales pre-mezclados es satisfactorio para el principiante, pero el productor experimentado encontrará que puede ser más eficiente, económico, y conocedor de su cosecha si aprende a calcular sus propias formulaciones. Los cálculos no son difíciles y, una vez completados, no requieren rehacerse a menudo. Para calcular correctamente las concentraciones de nutrientes, en relación al volumen de los tanques de almacenamiento, se puede utilizar la tabla 2.

Efecto de las sales solubles

Las cantidades excesivas de fertilizantes en la solución o en el sustrato pueden llevar a quemaduras, especialmente en las plantas jóvenes o plántulas de semillero. Las quemaduras por salinización son el resultado de la desecación por daño a las raíces. Las altas concentraciones de sal en los medios reducen la capacidad de las raíces para absorber el agua. La menor absorción de agua se debe a la tendencia del agua a alejarse de la raíz hacia el mayor potencial osmótico (salado) en el área del sustrato o la solución. Los tomates generalmente toleran condiciones más altas de sal que los pepinos, pimientos o lechugas.
Los altos niveles de sales solubles son especialmente peligrosos al comienzo del otoño y finales de la primavera debido a las altas temperaturas y la alta radiación solar que conducen a un aumento de la demanda de agua por las plantas. En general, los cultivadores en los climas cálidos no debe tratar de seguir a pie de letra los programas de fertilizantes utilizados en los climas fríos. Estos programas de fertilizantes en zonas frías tienden a basarse en niveles de fertilizantes que con frecuencia han demostrado ser excesivos en condiciones de clima cálido.

El daño a las raíces y tallos de las plantas causadas por la salinidad conlleva a la invasión secundaria por hongos patógenos y la pudrición resultante. La evaporación del agua puede dejar depósitos de sal secos que pueden obstruir los emisores de riego.

El control de los daños por salinización comienza con la formulación correcta de la solución nutritiva. El productor debe controlar la CE de la solución nutritiva, ya que se entrega a la planta. Esto servirá como un indicador de que la solución nutritiva se formuló probablemente de forma correcta. Además, la CE del medio de cultivo debe ser revisada con frecuencia para garantizar que con esa CE no se esté llegando a niveles perjudiciales. En el cultivo en TLN, la CE de la solución de nutrientes puede mantenerse relativamente constante ya que la solución fertilizante se descarta con frecuencia. En lana de roca o perlita, la CE del sustrato no debe variar más de una unidad CE (dS m-1) por encima o por debajo de la CE de la solución de nutrientes aplicada. Si la CE de la solución nutritiva está abajo en mas de un dS m-1 con respecto a la CE del sustrato significa que se está aplicando una solución de fertilización poco concentrada. Al contrario si la CE del sustrato en menor en un dS m-1 en comparación con la solución nutritiva de entrada, entonces la solución nutritiva que se aplica es muy alta.

Una vez que se determina que la CE de la solución es demasiado alta, el único recurso es limpiar el sistema y aplicar una nueva solución de nutrientes para corregir la CE y el contenido de nutrientes. El lavado debe hacerse con agua o una solución nutritiva débil.

El medidor de la CE debe ser cuidadosamente calibrado usando un patrón estándar de conductividad de alta calidad. Los medidores manuales pequeños de uso común, requieren la calibración periódica para permanecer precisos. Estos medidores son propensos a errores o mediciones inexactas si no se comprueban una vez cada semana o dos.

Aerosoles foliares

Muchos productores tienen dudas sobre la utilidad de las aplicaciones foliares de nutrientes u otras sustancias químicas tales como los antitranspirantes. En general, la eficacia de estos productos no se ha demostrado en un invernadero bien administrado.

Los programas de fertilización están diseñados para suministrar los nutrientes a las plantas a través de los sistemas de raíces. Las raíces están muy bien adaptadas a la absorción de los nutrientes y las hojas no. Las hojas absorben una cierta cantidad de nutrientes, pero para la mayoría de los elementos, la absorción es insuficiente. La hoja está cubierta por una capa cerosa, la cutícula, y esta estructura hace difícil que los nutrientes y otras sustancias químicas puedan introducirse en la hoja en grandes cantidades.

Algunos vendedores promocionan productos "milagrosos" utilizables para reducir el "estrés" por lo que la rutina del uso de aerosoles mejora el rendimiento y la calidad. Sin embargo el estrés de las plantas se debe mas a problemas con la temperatura y la luz que a los fertilizantes. En muchos ensayos de investigación con hortalizas al aire libre, se ha demostrado que la aplicación rutinaria de aerosoles no aumentan la producción ni mejoran la calidad. De hecho, muchos estudios muestran disminuciones en el rendimiento con estas aplicaciones foliares.

Hay una gran diferencia entre los aerosoles de forma rutinaria y una aplicación foliar particular de nutrientes para el tratamiento de una deficiencia específica. Una situación en la puede resultar recomendable usar una aplicación de un aerosol nutriente es con la deficiencia de hierro. A veces, las hojas superiores de una planta de tomate puede tornarse amarillas, sobre todo después que la planta ha fijado de un gran número de tomates. La aplicación foliar de una solución de 0.5 a 1.0 ml de una solución al 5% de Fe en un galón de agua por lo general mejora el problema. La repetición de estas aplicaciones foliares puede ser necesaria. Las aplicaciones foliares de micro nutrientes se debe hacer sobre la base de un correcto diagnóstico, y se debe tener el cuidado de aplicar la cantidad correcta. La quemadura foliar se puede producir fácilmente cuando no se tiene cuidado. Otras aplicaciones foliares como la de reguladores de crecimiento y antitranspirantes no han producido consistentemente resultados positivos en las hortalizas de campo. Las plantas sanas que crecen normalmente, probablemente no responderán a un producto "milagro". En el caso de los antitranspirantes, es poco probable que tengan el efecto deseado en un invernadero. La Desecación no es un problema en la mayoría de los invernaderos poli-cubiertos ya que suelen ser muy húmedos en el interior y la pérdida de agua no es un gran problema. Además, para las situaciones de los invernaderos donde se inyecta CO2 los antitranspirantes puede tener un efecto negativo.

En resumen, cuando las plantas crecen normalmente, probablemente no responderán a los estímulos adicionales de los productos químicos foliares. Los cultivadores podrían perder el dinero, e incluso dañar sus cultivos con esos productos.

Análisis de tejidos

La manera más útil para determinar la efectividad del programa de fertilizantes es analizar el contenido de nutrientes en las plantas. Esto se hace a través del análisis de nutrientes en las hojas. Es una buena práctica el hábito de revisar periódicamente las concentraciones de nutrientes en las hojas de las plantas. Los análisis de tejidos puede ayudar a detectar las deficiencias y toxicidades.

Lo normal es, que para realizar el análisis de la cantidad de nutrientes en los tejidos se use un conjunto de hojas maduras jóvenes. Estas hojas son aquellas que están casi completamente desarrolladas partiendo de la punta de la rama hacia abajo. Para los tomates, esta hoja es generalmente la hoja quinta o sexta desde la parte superior.

A la hora de hacer el muestreo para el análisis, se deben tener en cuenta varias consideraciones, además de la hoja correcta.
  1. Las hojas deben recogerse al azar dentro de la casa.
  2. Normalmente de 15 a 20 hojas será suficiente.
  3. Tomar toda la hoja incluyendo el peciolo.
  4. Limpiar las hojas para que están libres de residuos de plaguicidas.
  5. Las hojas deben ser empaquetadas en una bolsa de papel y se envían al laboratorio sin demora.
  6. Puede ser ventajoso el pre-secado de la muestra antes de enviarla. Las hojas pueden secarse en una pantalla situada en un área sin corrientes de aire dentro del invernadero.
  7. Cuando se trata de diagnosticar una deficiencia de nutrientes que en particular se sospecha, las hojas deben ser recolectados en las plantas "buenas" y "malas". Esto ayudará a determinar la causa del problema.
El diagnóstico de los problemas de nutrientes no se puede hacer con eficacia sin un registro preciso y completo de los fertilizantes. Todo lo hecho en materia de gestión de fertilización debe ser registrado. Esto incluye, el registros de las formulaciones de fertilizantes, las cantidades de nutrientes aplicados, la frecuencia de los riegos, los volúmenes de los tanques de almacenamiento y el colector, y las etiquetas de los fertilizantes. Esta información será muy útil en los procedimiento de diagnóstico.

La suficiencia de los valores nutricionales y sus rangos se han establecido para la mayoría de los cultivos vegetales. La mayoría de la información es para hortalizas al aire libre, pero se pueden encontrar algunas para las hortalizas de invernadero (Tabla 3). Las concentraciones de nutrientes que se mantengan ligeramente por encima de los valores críticos serán suficiente. No hay necesidad de mantener las concentraciones en los tejidos por encima del rango de suficiencia. Para algunos nutrientes, por ejemplo, micro nutrientes, se puede llegar a la toxicidad fácilmente. Para otros nutrientes, sería simplemente un despilfarro de dinero. El uso de abonos mixtos para subir (o bajar) algún nutriente específico podría causar un cambio no deseado en otro nutriente. Por ejemplo, si se quiere aumentar la cantidad de potasio y para ello se agrega un fertilizante 4-16-36 se puede producir un aumento no deseado de N o K. Si se necesita cambiar un nutriente específico se debe utilizar un material fertilizantes individual que lo contenga.

Tabla 3: Rango de suficiencia de nutrientes en las hojas del tomate de invernadero (Hojas jóvenes maduras)

Macro nutrientes

Etapa de muestreo

N

P

K

Ca

Mg

S

Origen de los valores

-----------------------------------------------------------%-------------------------------------------------------------

Antes de fructificar

4.0-5.0

0.5-0.8

3.5-4.5

0.9-1.8

0.5-0.8

0.4-0.8

(J.B. Jones, 1983)

(G.J. Hochmuth, 1988)

Durante la fructificación

3.5-4.0

0.4-0.6

2.8-4.0

1.0-2.0

0.4-1.0

0.4-0.8

(J.B. Jones, 1983)

(G.J. Hochmuth, 1988)

Micro nutrientes1

Etapa de muestreo

B

Cu

Fe

Mn

Zn


Origen de los valores

--------------------------------------------------------ppm-----------------------------------------------------------------

Antes de fructificar

35-60

8-20

50-200

50-125

25-60


(J.B. Jones, 1983)

(G.J. Hochmuth, 1988)

Durante la fructificación

35-60

8-20

50-200

50-125

25-60


(J.B. Jones, 1983)

(G.J. Hochmuth, 1988)

1Los niveles tóxicos de B, Mn, y Zn son 150, 500, y 300 respectivamente (Gerber, 1985). El rango de suficiencia para el Mo es 1-5 ppm (Gerber, 1985).


Fertirrigación

El término "fertirriego" se refiere a la aplicación de fertilizantes con el agua de riego. La mayoría de los sistemas de producción de hortalizas en invernadero utilizan este enfoque para la fertilización del cultivo. Es más apropiado para los sistemas de producción que se basan tanto en hidroponía como en sustrato inerte para mantener los cultivos. La adición de nutrientes para el cultivo junto con el agua de riego en estos sistemas es una técnica sencilla que puede ser fácilmente automatizada. Cuando se hace adecuadamente, se pueden suministrar los niveles correctos de nutrientes a las plantas con un mínimo de pérdidas.

En cualquier sistema de fertirrigación, los componentes básicos son: los tanques de almacenamiento de fertilizantes, una fuente de agua, un método para mezclar el fertilizante y el agua en las proporciones correctas, y una bomba para mover la mezcla de agua y fertilizantes a las plantas. El método en el que estos componentes se organizan y se utilizan varían según el sistema cultural específico utilizado.

En todos los sistemas, es importante asegurarse de que el fertilizante se formule adecuadamente. El productor debe mezclar la cantidad correcta de fertilizante para que las plantas reciban la concentración adecuada (ppm) de los diferentes nutrientes. La mayoría de las mezclas se pueden hacer concentradas para luego diluirse 1:100 para facilitar la operación. Ciertos nutrientes no se pueden mezclar en forma concentrada con otros nutrientes específicos, porque se pueden formar precipitados insolubles. Por ejemplo, el fosfato de potasio forma un precipitado (fosfato de calcio) si se mezcla con nitrato de calcio en el mismo tanque. Por lo tanto, todos los sistemas de fertirrigación que dependen de las soluciones madre tendrán que tener al menos dos tanques de almacenamiento. Arriba en el punto "Preparación de la solución nutriente" se ha hablado de eso.

Otro tanque que se necesita en zonas de aguas alcalinas es un tanque de ácido. La solución fertilizante final debe ser acidificada antes de ser utilizada para la fertirrigación ya que se pueden formar precipitados. Los ácidos más frecuentemente utilizados para este propósito son los: sulfúrico, nítrico y fosfórico. El productor puede agregar una proporción alta de ácido a la solución concentrada como para que el pH final sea correcto cuando se diluya en la solución fertilizante final, o se puede inyectar ácido a partir de un tercer tanque de forma automática en la solución final nutriente que va a las plantas.

La fertirrigación puede tener un alto grado de automatización e incluso su control se puede llevar en los grandes invernaderos a través de computadoras, con sistemas económicamente al alcance para el productor. En el artículo "Consideraciones para el control de los invernaderos" se trata algo del tema.

Los artículos siguientes tienen mas información sobre los invernaderos:

Consideraciones para el control de los invernaderos
Consideraciones de fertilización de invernaderos
Consideraciones agronómicas en los invernaderos
Consideraciones para el control de plagas y enfermedades en el invernadero

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