Se entiende por cultivo sin suelo a cualquier sistema de producción agrícola que no emplea el suelo como medio para el crecimiento del sistema radical de las plantas. Pudiendo cultivar directamente sobre la solución nutritiva (N.F.T., N.G.S., aeropónico), o utilizando algún sustrato como soporte de las raíces (lana de roca, perlita, fibra de coco, arena, etc).
Desde un punto de vista práctico, pueden clasificarse en: cultivo en agua más nutrientes o sobre materiales inertes, y en cultivos en sustratos químicamente activos (con capacidad de intercambio catiónico) (ABAD et al., 2004).
En cualquiera de los casos es indispensable la aplicación de agua y fertilizantes-solución nutritiva-. Como solución nutritiva se entiende al agua con oxígeno y todos los nutrientes esenciales para las plantas, disueltos en una forma inorgánica completamente disociada, y formas orgánicas disueltas procedentes de los microelementos quelatados.
Antecedentes y situación actual
Los cultivos hidropónicos como los conocemos en la actualidad, fueron impulsados en 1930 por Gericke de la Universidad de California, introduciendo el sistema de cultivo sin suelo de forma comercial para tomates.
El gran crecimiento de los cultivos protegidos se produce en los años sesenta con la difusión de los plásticos como material de cubierta en los invernaderos.
El desarrollo de la tecnología asociada a sistemas de riego localizado, la incorporación de los programadores de riego, el desarrollo de distintos sustratos inertes, etc. ha permitido la implantación de los sistemas de cultivo sin suelo.
Este impulso se reactiva con la necesidad de aumentar la productividad agraria para garantizar el abastecimiento alimentario.
Otra de las razones que justifican el aumento de la superficie hidropónica es sin duda el aspecto económico. Introducir en un invernadero cualquier tipo de cultivo sin suelo hace unos 20 años era mas caro que la puesta en marcha de un enarenado almeriense tradicional, en la actualidad esto ha cambiando de forma que es igual de viable, cuando no mas barato, el establecimiento de cualquier tipo de sistema de cultivo sin suelo.
En España en 1980 se instala en Almería una finca experimental con el sistema NFT. En 1983-84 se inician los primeros desarrollos con lana de roca. En 1985 se realizan trabajos conducentes al estudio de nuevos sustratos substitutivos de "lana de roca", debido principalmente a su elevado precio, mediante el uso de arenas silíceas, calcáreas y turbas (MARTÍNEZ, Y GARCÍA, 1993).
En la campaña 1985-86 se estimaba en unas 35 ha la superficie en sistemas de cultivo sin suelo.
El crecimiento de la superficie destinada a los cultivos sin suelo en la última década ha sido espectacular, pasando de 200 ha cultivadas durante la campaña 1988-89 a las aproximadamente 3.600 ha de cultivos sin suelo de hortalizas cultivadas en toda España durante la campaña 1999-2000.
En la actualidad, en España se calcula una superficie aproximada de 4.300-5.000 ha localizadas fundamentalmente en el sudeste español, en las provincias de Almería, Murcia y Granada. Este fuerte aumento de los cultivos sin suelo está claramente relacionado con el desarrollo de la horticultura intensiva en los últimos 10 años.
Principales sustratos y agrosistemas en España
Básicamente existen en el mercado dos grandes sustratos comerciales: la lana de roca y la perlita, que ocupan la mayor parte de la superficie cultivada en cultivo sin suelo. Ambos sustratos son fabricados por un proceso industrial más o menos complejo. Otro sustrato importante es la arena que se obtiene de diversas canteras, aunque está localizado casi exclusivamente en la provincia de Murcia. Frente a éstos están introduciéndose en el mercado otros tipos de sustratos que provienen de residuos de diferentes industrias o agrosistemas como la fibra de coco. También se pueden encontrar en el mercado sistemas que carecen de sujeción radical, es decir sin sustrato, y por tanto puramente hidropónicos como el sistema NGS (New Growing System. Foto 1) y los sistemas verticales de cultivo.
En la Figura 1 se presenta una distribución en porcentaje y aproximada de la superficie de cultivos hortícolas por sustratos en España.
En general los sustratos con mayor presencia en todas las regiones son la perlita y la lana de roca (Foto 2), sin embargo existen ciertas peculiaridades en determinadas zonas. La arena como sustrato aparece principalmente en la provincia de Murcia, se dispone en sacos de polietileno a modo de salchichas, e incluso en algunas explotaciones se rellenan contenedores de plástico rígido.
En Canarias aparece como sustrato el picón, claro ejemplo del aprovechamiento de un material local en cultivo sin suelo.
En Almería es la provincia con mayor superficie en cultivo sin suelo en sustrato y como peculiaridad el sistema N.G.S. presenta una superficie superior a las 100 ha y gran parte de ella no va asociada a sistemas de producción protegidos.
Futuro de los sistemas hidropónicos y sin suelo de producción
Actualmente es difícil entender los sistemas de cultivo desligados de las consideraciones medioambientales y de calidad.
En este sentido los cultivos sin suelo pueden contribuir de diferente manera a disminuir el impacto ambiental de los sistemas agrícolas así como a la mejora de la calidad de las producciones.
Como contribución medioambiental destaca la posibilidad de un uso más eficiente del agua y fertilizantes así como la recirculación de los lixiviados, con la consiguiente disminución de las emisiones de elementos contaminantes (NO3 y H2PO4).
Los sistemas hidropónicos nos permiten un perfecto control de la fertirrigación lo que nos permitiría un ahorro importante de agua y fertilizantes pudiendo disminuir el gasto hasta en un 50%. A la vez disminuiríamos las emisiones de elementos contaminantes al medio ambiente.
En general las emisiones medias de NO3 y H2PO4 en los cultivos hortícolas intensivos es 840 y 200 kg ha-1 (SALAS et al., 2003). Estos valores pueden oscilar según el manejo de la fertirrigación, cultivo y duración del ciclo entre 157 y 1.730 kg ha-1 de nitratos, los que pone de manifiesto el amplio margen de control que estos sistemas permiten.
A su vez los sistemas de cultivo en sustrato y/o sistemas como NGS o NFT permiten la recirculación de los drenajes pudiendo contribuir a disminuir las pérdidas. En un sistema de cultivo en el que se recirculaba el 50% de los drenaje, las emisiones de NO3 y H2PO4 fueron menos del 50% de las emisiones desde el sistemas a drenaje libre (GARCÍA Y URRESTARAZU, 1998).
También la selección del tipo de fertilizantes nos permitiría disminuir las pérdidas, por ej. las emisiones de nitratos disminuyeron en un 10% con la sustitución parcial de la fuente de nitrógeno amoniacal por nítrico (SALAS et al., 2000).
Entre las posibilidades de contribuir a disminuir el impacto medioambiental de lo sistemas agrícolas destaca la reutilización o reciclado de residuosindustriales como medio de cultivo. Al conjunto de materiales que son susceptibles de ser utilizados como sustrato en cultivo sin suelo y que pueden sustituir a los tradicionalmente más extendidos en horticultura se les denomina sustratos alternativos. Dentro de este grupo podríamos incluir el compost, la cáscara de almendra, la fibra de pino, cáscara de arroz, serrín, entre otros. Para el uso de estos materiales como medio de cultivo es necesario realizar previamente una caracterización química y físico-química así como una valoración agronómica que nos asegure que cumplen con las propiedades exigidas a un sustrato. Sin olvidar que desde un punto de vista medio ambiental los criterios más importantes para la elección de un material como sustrato de cultivo son la durabilidad, y su capacidad para ser reciclado posteriormente (ABAD et al., 2004).
Algunos de estos materiales ya están siendo comercializados en el sector de la horticultura y de la jardinería. Entre ellos destaca la fibra de pino procedente de residuos madereros y de fabricación española (FIBRALUR), sobre el cual se han realizado numerosos experimentos que demuestran su capacidad para ser utilizado como medio de cultivo en comparación a sustratos como la perlita la fibra de coco (MURO et al., 2003).
Dentro de este grupo que incluye residuos del sector agrícola destaca un material local que proviene del compostado de residuos hortícolas de los intensivos.
Este material ha sido utilizado tanto como mejorante del suelo como colocado en sacos de cultivo para realizar una valoración agronómica en cultivo sin suelo. Los resultados de ensayos demuestran que con un manejo correcto puede ser utilizado como medio de cultivo sin consecuencias en la producción (MAZUELA et al., 2005) Figura 2.
También los sistemas de producción en cultivo sin suelo pueden contribuir a la mejora de la calidad nutritiva de los productos hortícolas.
Los sistemas hidropónicos nos permiten adecuar y cambiar la solución nutritiva aplicada al cultivo con mayor agilidad que en el suelo. Con un manejo adecuado de la solución nutritiva podemos disminuir la acumulación de nitrato en hojas de cultivos como la lechuga, espinaca, etc. Ensayos realizados en lechuga en NFT (sistema NFT con lechuga-Foto 6) donde se suprimió la aplicación de nitratos al final de ciclo de cultivo se consigue reducir casi a la mitad el contenido de NO3 en hoja de lechuga (URRESTARAZU et al., 1998).
Según todo lo enunciado anteriormente es indudable la importancia que ya tienen los cultivos sin suelo en los sistemas de producción intensivos. Actualmente los sistemas hidropónicos se han convertido y consolidado como una herramienta disponible para optimizar los sistemas de producción intensivos e incluso, en algunos casos se ha convertido en la única salida para seguir produciendo.
BIBLIOGRAFÍA
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MARTÍNEZ, E., GARCÍA, M. 1993. Cultivos sin suelo. Hortalizas en clima mediterráneo. Ediciones de Horticultura, S.L. 123 pp.
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