XV SIMPOSIO INTERNACIONAL DE
PRODUCCIÓN DE CULTIVOS EN INVERNADEROS
FACULTAD DE AGRONOMÍA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
PRODUCCIÓN DE CULTIVOS EN INVERNADERO CON SISTEMAS HIDROPÓNICOS CERRADOS Dr. Alfredo Lara Herrera Unidad Académica de Agronomía Universidad Autónoma de Zacatecas Gral. Escobedo, N. L. 15 de septiembre 2017
TecnologĂas para ambiente protegido en Zac. 15%
54%
2%
29%
Producciรณn de hortalizas en ambiente protegido 2016 74.6% 354.9 ha
4.4% 21.1 ha
20.8% 99.3 ha
PROBLEMATICA Suelos y agua de mala
calidad Degradación física y química de los suelos Problemas de fitosanitarios (nematodos y hongos) Reducción en rendimiento Aumento de costos
2000 – 2010 ☺ 2011 – 2017
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN Incremento en el uso de
desinfectantes del suelo
Uso de injertos
Cultivo en sustrato
(sistema abierto)
Razones para usar sistema abierto Evitar problemas
fitopatológicos Evitar desbalances
nutrimentales No arriesgar la calidad ni
el rendimiento
PROBLEMAS EN SIS. ABIERTO Baja eficiencia en el uso del
agua Baja eficiencia en el uso de
fertilizantes Alta contaminación del
suelo y acuíferos Altos costos de producción
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN EVALUACIÓN DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA Y LA TEMPERATURA EN LA PRODUCCIÓN HIDROPÓNICA DE
TOMATE EN INVERNADERO Ledesma-Cruz, 2012
Objetivo:
Evaluar el proceso de producción de un cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum Mill) desarrollado en un sistema hidropónico abierto, utilizando como sustrato perlita, monitoreando las propiedades de la solución nutritiva Ledesma-Cruz, 2012
Volumen de solución nutritiva (mL) aplicado por riego en cada maceta, promedio diario
12 – 15 riegos por día, de 15 minutos y 300 mL por riego
Ledesma-Cruz, 2012
El dren es el porcentaje de la soluciรณn nutritiva que tras pasar por el sistema radicular se recoge al final de las bolsas de cultivo
Ledesma-Cruz, 2012
Ledesma-Cruz, 2012
CONCLUSIONES Se logró tener un ciclo de cultivo libre de
enfermedades en sustrato Rendimiento y calidad superiores a los de suelo Alta pérdida de agua y fertilizantes (40 a 50%)
Altos costos de producción
Ledesma-Cruz, 2012
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN Agentes fitopatógenos en la solución nutritiva para el cultivo de jitomate en un sistema hidropónico cerrado. Interciencia 2017
De la Rosa-Rodríguez, 2014
FITOPATÓGENOS EN LA SN Tratamientos de
conducción de la SN: Entubada 2/3 cubierta 1/3 cubierta Descubierta
Objetivo: Desarrollo de
fitopatógenos en la SN con 4 grados de exposición De la Rosa-Rodríguez, 2014
ďƒ˜ Tratamientos
vista lateral
vista frontal
De la Rosa-RodrĂguez, 2014
Manejo de la solución nutritiva • 35 riegos de 4 minutos • Medidas de prevención
Monitoreo de plagas y enfermedades • Inspecciones diarias • Registro de monitoreo
Patógenos identificados mediante
claves especializadas (Both, 1971; Barnett y Hunter,1972).
De la Rosa-Rodríguez, 2014
Resultados y Discusión Incidencia fue de 0.14 % • Cladosporium fulvum • Severidad (grado 2= 50 lesiones por planta)
Microorganismos en la solución nutritiva • Bacterias no fitopatógenas (Goto, 1990) • Cladosporium spp en tratamientos 1 y 3.
De la Rosa-Rodríguez, 2014
De la Rosa-RodrĂguez, 2014
Variables medidas en la solución nutritiva
• Aplicada
Drenada
865 – 3260 mL
20-32%
• pH
5.5 - 6.0
• CE
1.8 y 2.6 dS m-1,
6.5 – 7.2 3.1-5.5 dS m-1
De la Rosa-Rodríguez, 2014
Rendimiento de tomate por efecto de cuatro sistemas de conducción de la solución nutritiva drenada desde las macetas hacia los reservorios para su recirculación (n = 4). Tratamiento Sistema de conducción
Rendimiento (kg m-²)
1
Descubierto
26.880 a†
2
Parcialmente cubierto
25.023 a
3
Cubierto
25.116 a
4
Entubado
24.317 a
De la Rosa-Rodríguez, 2014
CONCLUSIONES La recirculación de la solución nutritiva sin
ningún método de desinfección, sólo utilizando el manejo adecuado de la misma en un sistema hidropónico cerrado, no tiene efecto en la incidencia de fitopatógenos radiculares ni en el rendimiento en un cultivo de tomate. De la Rosa-Rodríguez, 2014
CONCLUSIONES Las plantas no presentaron síntomas de ninguna
enfermedad durante un ciclo de 240 días. Ningún microorganismo identificado es
fitopatógeno en la raíz. Con la reutilización de la solución nutritiva se ahorró entre un 20 y 30% de fertilizante y agua.
De la Rosa-Rodríguez, 2014
Publicación de resultados: De la Rosa-Rodríguez et al., 2016. Agentes fitopatógenos en la solución nutritiva para el cultivo de jitomate en un sistema
hidropónico cerrado. Interciencia. 42(4):236241.
OBJETIVO: Comparar producción y calidad de frutos entre un sistema hidropónico abierto y uno cerrado, en un cultivo de tomate y sustrato perlita utilizado anteriormente en tres ciclos de producción. De la Rosa-Rodríguez, 2017
Diámetro (DT) y longitud de tallo (LT) promedios durante el ciclo de tomate para sistemas hidropónicos abierto y cerrado. Diámetro de Tallo en Sistemas Hidropónicos
Longitud de Tallo en Sistemas Hidropónicos
Abierto
Cerrado
Abierto
Cerrado
(mm)
(mm)
(cm)
(cm)
Mayo
6.8
6.74
33.99
33.41
Junio
14.19
13.7
129.51
125.31
Julio
16.19
16.79
225.54
219.61
Agosto
16.51
16.71
332.12
326.06
Septiembre
15.22
14.8
442.44
432.68
Octubre
14.59
14.76
542.49
531.39
Noviembre
14.65
14.31
658
649.24
Mes
De la Rosa-Rodríguez, 2017
Rendimiento de frutos de tomate en los sistemas hidropónicos cerrado y abierto en 20 cortes realizados en el ciclo. Frutos Sistema
Peso por Rendimiento
Categoría y
por Diámetros (mm)
hidropónico
fruto (g)
planta
† ‡
Polar
Ecuatorial
Predominancia % (kg m-2)
Abierto
46.54a†
62.18a
49.97a
94.18a
17.5a
3
75-100
Cerrado
45.81a
61.95a
47.84b
92.48a
16.9a
3
75-100
DSH‡
2.24
2.10
1.67
21.60
3.94
Medias seguidas con la misma letra dentro de columnas, no presentan diferencias (Tukey, 0.05). Designificativas la Rosa-Rodríguez,
2017
Efecto de sistemas hidropónicos abierto y cerrado en calidad de fruto en tomate.
Etapa
Índice
Sistema Hidropónico
SST
pH
CE
AT
IM
1
1
Abierto
4.90 a
4.69 a
5.70 a
0.19 a
21.34 a
Cerrado
5.12 a
4.67 a
5.68 a
0.18 a
24.04 a
Abierto
5.35 a
4.56 a
5.46 a
0.30 a
34.64 a
Cerrado
5.15 a
4.59 a
5.66 a
0.29 a
33.43 a
Abierto
4.85 a
4.52 a
5.67 a
0.16 a
33.35 a
Cerrado
5.05 a
4.46 a
5.83 a
0.15 a
29.95 a
Abierto
5.40 a
4.55 a
6.15 a
0.27 a
20.81 a
Cerrado
5.43 a
4.59 a
6.32 a
0.25 a
29.22 a
Abierto
5.45 a
3.51 a
5.90 a
0.27 a
17.22 a
Cerrado
5.62 a
3.61 a
5.95 a
0.26 a
20.59 a
Abierto
5.80 a
4.57 a
5.87 a
0.16 a
25.76 a
Cerrado
6.00 a
4.62 a
5.95 a
0.17 a
29.75 a
DSH
0.3
0.17
0.25
0.02
4.24
1 1 2 2 2
2 3 1 2 3
SST= Sólidos Solubles Totales; pH= Potencial de Hidrogeno; CE= Conductividad Eléctrica; AT= Acidez Titulable; IM= Índice de Madurez; DSH= Diferencia Significativa Honesta.
De la Rosa-Rodríguez, 2017
Pérdida promedio de peso por semana en frutos de tomate, en porcentaje, para sistemas hidropónicos abierto y cerrado en tres índices de madurez. Sistema 7 DDC
14 DDC
21 DDC
Abierto
2.842a
1.906a
1.883a
2.210
Cerrado
2.810a
1.912a
1.916a
2.212
DMS
0.427
0.283
0.321
Hidropónico
PPPS
DDC= Días después de la cosecha PPPS= Pérdida promedio por semana DSH= Diferencia significativa honesta
De la Rosa-Rodríguez, 2017
Tasa interna de retorno y valor actual neto para un periodo de 10 años en sistemas hidropónicos abierto y cerrado.
Sistemas Hidropónicos
Tasa de interés nominal
Tasa de interés real
VAN real
TIR nominal (%)
TIR real (%)
Sistema Cerrado
0.1461
0.11
-3,446
14.21
10.28
Sistema Abierto
0.1461
0.11
-23,593
11.84
7.99
De la Rosa-Rodríguez, 2017 VAN real= Valor actual neto real; TIR nominal= Tasa interna de retorno nominal; TIR real= Tasa interna de retorno real
CONCLUSIONES El uso de un sistema hidropónico con recirculación de la
solución nutritiva (cerrado) es una alternativa comparable con el sistema abierto en rendimiento y calidad de frutos producidos. El sistema hidropónico cerrado presentó un ahorro de 27% de
agua y 29% de fertilizantes. Con el sistema hidropónico cerrado se tiene una tasa de
rentabilidad de 2.29% hidropónico abierto.
superior
respecto
De la Rosa-Rodríguez, 2014
al
sistema
Publicación de resultados: De la Rosa-Rodríguez et al. 2016. Rendimiento y calidad de tomate en sistemas hidropónicos abierto y cerrado. Revista
Mexicana de Ciencias Agrícolas. 17:3439-3452.
De la Rosa-RodrĂguez, 2017
OBJETIVO Determinar el
rendimiento y la cantidad
de agua y fertilizantes aplicados en un sistema hidropónico cerrado versus uno abierto, en un ciclo de producción de
tomate
De la Rosa-Rodríguez, 2017
Sistemas hidropĂłnicos abierto y cerrado En una nave de invernadero De la Rosa-RodrĂguez, 2017
METODOLOGÍA 2 Tratamientos 8 Repeticiones Cada hilera tuvo 67 macetas
(canal) con 134 En cada canal se captó la SN drenada En S. Cerrado se captó en un reservorio para su re-uso En S. abierto se dirigió fuera del invernadero De la Rosa-Rodríguez, 2017
SOLUCIÓN NUTRITIVA Solución Steiner
CE=2.0 ± 0.1 pH=5.5 ± 0.1 En sistema cerrado: Antes de mezclar la SN recirculada, se regeneraba añadiendo agua hasta una CE=1.7 dS m-1, + KNO3 al 1 N, hasta CE=2.0, + H2SO4 1 N o H3PO4 1 N para pH=5.5
Agua: Ca=2.25; Mg=1.22 SO4=1.45 De la Rosa-Rodríguez, 2017
SOLUCIÓN NUTRITIVA Reemplazo de SN en S.
cerrado: 1 Abril – 6 Julio: 91 días 7 Julio – 15 Sept: 72 días 16 Sept – 22 Nov: 67 días
Control pasivo del clima
De la Rosa-Rodríguez, 2017
Cuadro 1. Productividad de fertilizante y agua con respecto a las cantidades aplicadas y drenadas en los sistemas hidropĂłnicos abierto y cerrado, durante el ciclo de cultivo. Tratamien
tos
Sistema
Fertilizante Fertilizante
SN apli-
SN
Productividad Productividad
aplicado
drenado
cada
drenada
de fertilizante
del agua
(kg ciclo-1)
(kg ciclo-1)
(m-3 ciclo-1)
(m-3 ciclo-1)
(kg g-1)
(kg m-3)
375.0 b
0.0024 b 210.7 b
0.9 b
16.72 a
29.76 a
519.0 a
145.75 a 289.5 a
78.5 a
12.82 b
22.90 b
7.201
1.515
3.609
Cerrado Sistema Abierto DSH:
60.904
21.386
10.559
De la Rosa-RodrĂguez, 2017
Cuadro 2. Solución nutritiva aplicada, drenada y porcentaje de drenaje en un día típico de cada mes del cultivo de tomate desarrollado en dos sistemas hidropónicos, abierto y cerrado. Mes de ciclo de
Volumen aplicado por
Volumen captado por
Porcentaje de drenaje
cultivo
planta (mL día-1)
hilera (L día-1)
(%D)
Abril
865.68
71.96
32
Mayo
2460.32
52.21
25
Junio
3234.33
51.53
20
Julio
2970.08
53.95
26
Agosto
3253.63
57.43
24
Septiembre
3253.63
53.94
28
Octubre
3248.47
38.31
20
De la Rosa-Rodríguez, 2017
Cuadro 3. Porcentaje de frutos de jitomate en cuatro niveles de calidad, y rendimiento de frutos por efecto de los sistemas hidropónicos cerrado y abierto, en 2014 (n = 4).
Tratamiento
Porcentaje ( % ) de frutos en cuatro categorías de calidad
Rendimiento (kg m-2)
Cerrado Abierto
1†
2
3
4
38 a‡
47 a
11 a
4a
40 a
46 a
10 b
4a
DSH:
19.6 a 20.8 a 1.31
† 1 Primera calidad (>130 g por fruto); 2 Segunda calidad (100-130 g por fruto); 3 Tercera calidad (60-100 g por fruto); 4 Cuarta calidad (<60 g por fruto). ‡ Cifras seguidas con la misma letra son estadísticamente iguales en cada columna (Tukey, p ≤ 0.05).
De la Rosa-Rodríguez, 2017
CONCLUSIONES El rendimiento de tomate no fue diferente entre los
sistemas hidropónicos cerrado y abierto.
En el sistema cerrado se tuvo un incremento de 26.9
% en la producción de frutos por cada litro de agua, respecto al sistema abierto. De la Rosa-Rodríguez, 2017
CONCLUSIONES La producción de frutos en el sistema cerrado fue de
16.72 kg por cada kg de fertilizante y de 12.82 kg en el sistema abierto; en el sistema cerrado se tuvo un
incremento de 3.9 kg de fruta producida, equivalente a un ahorro de 23.3 % en fertilizantes.
De la Rosa-Rodríguez, 2017
De la Rosa-RodrĂguez, 2017
INTRODUCCIÓN El porcentaje de drenaje
debe ser el óptimo para satisfacer las necesidades
de la planta y al mismo tiempo no provocar un derroche de agua y nutrimentos (Sánchez-Del Castillo et al., 2014).
De la Rosa-Rodríguez, 2017
INTRODUCCIÓN Mediante el manejo del
Existe poca información
riego (frecuencia y
sobre cuál es el porcentaje de
tiempos de riego) se
SN drenada con el cual las
generan las magnitudes
plantas de tomate tienen las
de la SN drenada.
mejores condiciones para su crecimiento, rendimiento y calidad de frutos
De la Rosa-Rodríguez, 2017
MATERIALES Y MÉTODOS Seis tratamientos
Seis porcentaje de drenaje: Tiempo de riego
(minutos) 1 2 3 1
2 3
Flujo de emisor (L h-1) 2 2 2 4 4 4
Drenaje (%) 25 30 40 45 55 60
Frecuencia entre riegos: 20 a 30 minutos (demanda de
la planta)
De la Rosa-Rodríguez, 2017
MATERIALES Y MÉTODOS UE: 6 macetas de 25 L
con perlita, 2 plantas Volumen aplicado de SN. Volumen drenado de SN en el canal con 6 macetas %D= (VD/VA)100 Re-establecimiento de la
composición y reciclado De la Rosa-Rodríguez, 2017
Rendimiento de frutos de tomate y productividad del agua en hidroponia con diferente porcentaje de drenaje de solución nutritiva en 18 cortes realizados en el ciclo.
Frutos % de
Peso por
por drenaje
Diámetros (mm)
Rendimient Productividad
o
fruto (g)
planta
(kg Polar
Ecuatorial
m-2)
del agua
Categoría
(kg m-3)
25
44.70a†
59.92b
48.98b
90.02b
12.0b
43.09a
3
30
45.81a
61.95b
48.84b
92.48b
12.7b
41.03a
3
40
44.90a
65.00a
51.80a
116.90a
15.7a
33.81b
2
45
44.50a
64.92a
51.50a
116.60a
15.5a
29.86b
2
55
46.54a
62.18b
49.97b
94.18b
13.5b
22.54c
3
60
44.30a
60.30b
49.45b
92.90b
12.3b
18.48c
3
DSH‡
2.29
2.26
1.79
22.20
3.54
3.97
Cuadro 4. Calidad de frutos de tomate por efecto de seis porcentajes de drenaje de la solución nutritiva en un sistema hidropónico cerrado, en dos etapas de desarrollo de la planta. Etapa 1
2
Porcentaje de Drenaje 25 30 40 45 55 60
SST 5.91a† 5.42b 5.08b 4.90c 4.98c 4.85c
pH 4.69a 4.67a 4.56a 4.59a 4.52a 4.46a
CE 6.05a 5.70b 5.66b 5.68b 5.57c 5.30c
AT 0.27a 0.32a 0.18a 0.22a 0.15a 0.18a
IM 21.88c 16.93c 28.22b 22.36c 33.20a 26.95b
25 30 40 45 55 60
5.99a 5.60a 5.43b 5.40b 5.35b 5.15b
4.55a 4.59a 4.51a 4.61a 4.37b 4.62a
6.32a 5.95b 5.64b 5.59c 5.53c 5.58c
0.28a 0.19a 0.27a 0.25a 0.19a 0.22a
21.81c 29.42a 20.14c 21.64c 33.43a 30.23a
0.40 0.26 0.35 0.30 4.42 † Medias seguidas con la misma letra dentro de columnas no presentan diferencias significativas (Tukey, 0.05). SST= Solidos Solubles Totales; pH= Potencial de Hidrogeno; CE= Conductividad Eléctrica; AT= Acidez Titulable; IM= Índice de Madurez; DMS= Diferencia mínima De la Rosa-Rodríguez, 2017 significativa.
CONCLUSIONES El porcentaje de drenaje de la SN tuvo efecto en el
rendimiento de frutos de tomate, con 40 y 45% de drenaje se tuvieron los mayores rendimientos, con un incremento de hasta 25%. Porcentajes de drenaje de la solución nutritiva
inferiores a 40 favorecieron algunos parámetros de calidad de los frutos como la concentración de azúcares (sólidos solubles totales) y conductividad eléctrica en el jugo, pero se reduce el rendimiento. De la Rosa-Rodríguez, 2017
CONCLUSIONES La CE de la solución nutritiva drenada tuvo
comportamiento inverso al porcentaje de drenaje, eso incrementó los SST, CE en los frutos. La productividad del agua medida en kg de frutos de
tomate por cada metro cúbico de agua, fue mayor en los tratamientos con menor porcentaje de drenaje (20 y 25%), a mayor porcentaje de drenaje disminuyó la productividad De la Rosa-Rodríguez, 2017
De la Rosa-RodrĂguez, 2017-2020
OBJETIVO Determinar la relación (proporción) entre nutrimentos absorbidos por los cultivos de tomate y lechuga en dos sistemas hidropónicos cerrados, Raíz
Flotante (RF) y Técnica de Película Nutritiva (NFT) con diferentes potenciales osmóticos y periodos de recirculación.
De la Rosa-Rodríguez, 2017-2020
Alvarado-Chรกvez, 2017-2019
OBJETIVO ď&#x201A;&#x2014; Evaluar
tres
sistemas
hidropĂłnicos con sustrato de fibra
de
coco:
bolis
con
acomodo horizontal, macetas con arreglo vertical y distribuidos
en
bolis forma
piramidal, en el rendimiento y calidad con dos variedades de fresa. Alvarado-ChĂĄvez, 2017-2019
Meza-Ruvira, 2013
OBJETIVO Evaluar el rendimiento y
calidad de lechuga
sangría (Lactuca sativa L.) cultivada en un sistema hidropónico por flotación, con diferente conductividad eléctrica. Meza-Ruvira, 2013
Medias de las variables evaluadas en las plantas de lechuga sometidas a cuatro concentraciones de la solución nutritiva de Steiner (1984),
en un sistema hidropónico por flotación. Variable
Concentración de laeléctrica solución nutritiva (%) Conductividad de la SN (100) (75) (50) (25) 2.43 2.02 1.53 1.05 -1
Peso fresco foliar (g planta )
160.62 a 173.75 a
-1
Peso seco foliar (g planta )
173.75 a
107.5 b
8.71 a
9.46 a
9.45 a
6.80 a
Peso fresco de raíz (g planta )
24.70 b
25.25 ab
30.42 a
25.71 ab
Longitud de raíz (cm)
25.93 c
31.87 ab
28.00 bc
33.25 a
Índice del contenido de clorofila en hojas
19.67 ab
18.98 b
21.45 ab
26.25 a
10486
10181
3374
2182
-1
-1
Concentración de nitratos en hojas (mg kg )
Meza-Ruvira, 2013
alara204@hotmail.com