Obtén mejor rendimiento con manejo apropiado de pH y CE en sistemas hidropónicos
Los productores que están en el período de transición entre la producción en envases bajo invernadero y la producción hidropónica, deben tener en cuenta algunas diferencias en el monitoreo del pH y de la CE (conductividad eléctrica; o cantidad de sales solubles). Este artículo habla sobre esas diferencias y presenta un caso de estudio sobre el monitoreo del pH y la CE.
Entienda la capacidad de amortaguamiento de los sustratos
Muchos componentes de los sustratos en recipientes de producción como la turba, la vermiculita y los productos hechos a base de fibra de coco y madera tienen una capacidad de amortiguamiento moderada para el pH.
Esto significa que se requieren grandes cambios en la fertilización o en la inyección de ácido para lograr un cambio modesto en el pH. Por ejemplo, cuando hemos observado un pH alto en plantas de trasplante, hemos cambiado temporalmente a un fertilizante muy ácido (100% de nitrógeno proveniente de amonio/urea; en lugar del 40% y se requirió alrededor de una semana para obtener un cambio en el pH de 0.5 a 1.0 unidades.
Por la otra parte, el pH puede cambiar de manera mucho más drástica en la producción hidropónica porque el agua y los sustratos inertes como la perlita y la lana de roca tienen muy poca capacidad de amortiguamiento de pH.
En la producción en recipientes o macetas, se recomienda monitorear el pH de la zona radicular utilizando el método de dilución 1:2 una vez cada semana o cada dos semanas.
En los sistemas hidropónicos, es crítico monitorear el pH al menos diariamente. El pH puede ser monitoreado manualmente; es decir, tomando muestras de la solución nutritiva que circula en la zona radicular. También se puede realizar el monitoreo de manera continua, mediante un sistema automatizado.
Estos sistemas tienen diversos grados de sofisticación y distintos costos. Los sensores de monitoreo continuo y lectura digital de pH y CE son los menos costosos. Hay otros sistemas que pueden conectarse a sistemas de bitácoras “dataloggers” o a computadoras que registran los valores. Asimismo, existen sistemas integrados muy sofisticados y más costosos que utilizan los valores medidos y los umbrales establecidos para ajustar el pH y la CE.
Cómo obtener llegar al nivel objetivo
El pH objetivo de la solución nutritiva en los sistemas hidropónicos es similar al pH sugerido para la zona radicular en la producción por medio de recipientes: alrededor del 5.5 al 6.5, dependiendo del cultivo.
Para asegurar la disponibilidad de micronutrientes en los sistemas hidropónicos, con frecuencia se utiliza el nivel más bajo de esos valores recomendados, es decir un pH de 5.5.
Cuando se requiere hacer ajustes al pH, se utilizan básicamente las mismas herramientas que en la producción en recipientes o macetas: ajustar la forma de nitrógeno en el fertilizante, o añadir un ácido o una base. El amonio y la urea son formas ácidas de nitrógeno; mientras que el nitrato aumentará el pH. Se puede controlar el pH al ajustar la relación de las fuentes de nitrógeno en la solución fertilizante.
Es preciso mezclar durante suficiente tiempo cuando se añaden ácidos o bases a sistemas que tienen depósitos de agua de gran tamaño. Revisen el pH después de terminar de mezclar. Continúen añadiendo ácido o base si se requiere seguir ajustando el pH. Al principio, tengan cuidado de no excederse al añadir demasiado ácido o demasiada base. Conforme vayan adquiriendo experiencia con las condiciones de crecimiento, tendrán mejor idea de cuánta cantidad de ácido o base deben añadir.
Problemáticas de CE
La CE de la solución nutritiva hidropónica es una medida de todas las sales disueltas en el agua, incluyendo las que se agregan con el fertilizante y las que se encuentran presentes en forma de impurezas en la fuente de agua.
Cuando la fuente de agua es relativamente pura, la CE es un buen indicador de la cantidad de fertilizante disponible para la planta.
Los objetivos de CE varían con los distintos cultivos, pero se encuentran con frecuencia dentro del rango de 1.0 a 2.0 mS/cm en el fertilizante; además de la CE proveniente de la fuente de agua. Una CE baja indica que no se está suministrando suficiente fertilizante para satisfacer las necesidades de las plantas.
La CE elevada es un problema más frecuente en los sistemas hidropónicos cerrados en los que se captura y reutiliza el agua de riego.
Este problema se presenta cuando las sales que no provienen del fertilizante y los iones del fertilizante exceden las necesidades de las plantas y se van acumulando en la solución nutritiva. Muchos productores se han visto en la necesidad de filtrar el agua de la llave antes de utilizarla en sus sistemas hidropónicos cerrados.
Tal y como ocurre con el pH, la CE debe ser monitoreada con más frecuencia en los sistemas hidropónicos que en la producción en recipientes. Aun cuando los cultivos tienen distintos grados de sensibilidad a la sal, se recomienda de manera general evitar las CE mayores a 4.0 mS/cm.
En los sistemas hidropónicos abiertos en los que el agua de riego no es capturada ni reutilizada, se puede manejar la acumulación de sales aplicando agua en exceso para lixiviar las sales solubles.
En los sistemas cerrados, se necesita “purgar” el depósito, lo cual implica drenar a propósito parte de la solución nutritiva para reemplazarla por agua dulce.
Es importante realizar un análisis de laboratorio de la solución nutritiva cada una o dos semanas para determinar los nutrientes reales que conforman la CE. La solución puede tener los niveles de CE objetivo, pero si la mayoría de la CE proviene de sales que no son del fertilizante y que se han ido acumulando, como bicarbonatos, sodio y cloruro, la solución puede tener un bajo nivel de fertilización.
Los resultados de laboratorio también pueden utilizarse para ajustar ciertos iones del fertilizante y balancear mejor la solución nutritiva conforme a las necesidades del cultivo.
Estudio sobre el control del pH y CE
lechuga nft Lechuga cultivada utilizando la técnica de película nutritiva (NFT, por sus siglas en inglés). Foto sacada en un invernadero demostrativo de la Universidad de Arizona.
A fin de investigar y demostrar la importancia del control del pH y la CE en los sistemas hidropónicos, varios años atrás se diseñó y construyó un laboratorio de investigación en un invernadero del Centro de Investigación y Desarrollo Agrícola en Wooster, Ohio (EUA). El laboratorio fue equipado con 16 canaletas diseñadas para cultivar lechuga utilizando la técnica de la película nutritiva (NFT).
El sistema de suministro de agua y nutrientes tenía capacidad de suministrar diferentes tratamientos de manera simultánea a cada uno de los canales de crecimiento, utilizando ocho tanques de solución.
Cada canal de crecimiento medía 3.6 m de largo y se diseñó para cultivar 18 plantas separadas por 20 cm. Se utilizó un sistema “datalogger” para registrar las condiciones ambientales y la temperatura de la solución nutritiva.
A fin de obtener experiencia con este nuevo laboratorio, comparamos dos niveles de pH y CE objetivos en la solución nutritiva: niveles de pH de 5.4 y 6.0 y niveles de CE de 1.4 y 1.8 mS/cm.
Se germinaron semillas Lactuca ‘Rex Bibb’ y Lactuca ‘Green Leaf’ en cubos de crecimiento de 2.5 x 2.5 x 3.8 cm. Las plántulas fueron trasplantadas a los canales de crecimiento en ese otoño y se cosecharon cuatro semanas después.
El pH de 5.4 produjo 24% mayor rendimiento que el pH de 6.0; mientras que el efecto principal de la CE de 1.4 en comparación con la de 1.8 mS/cm fue cercano a cero.
Control de pH. Aun cuando se hicieron muchos esfuerzos para monitorear manualmente y modificar el pH de la solución nutritiva dos o tres veces por día durante este primer experimento, las lecturas de pH fueron consistentemente más altas que cualquiera de los niveles objetivo establecidos para este experimento.
Estas mediciones demostraron que el pH de la solución nutritiva fue elevándose más rápido de lo que nosotros podíamos modificar manualmente con ácido sulfúrico diluido, dos o tres veces al día. Con frecuencia, el pH se elevó más de 1 unidad sobre los parámetros de ajuste, en unas cuantas horas.
Control de CE. Aun cuando las mediciones diarias indicaron que el control de CE era razonablemente constante, hay probabilidades de que el pH fuera demasiado alto, y por lo tanto, los nutrientes adicionales que debieron estar disponibles para las plantas de lechuga, no estuvieron disponibles cuando la CE objetivo era de 1.8.
Concluimos que si no se mantenía el pH dentro del rango objetivo en los experimentos de seguimiento, no se alcanzaría el impacto potencial que tienen los altos niveles de CE sobre el rendimiento.
Control del pH para mejorar el aprovechamiento de nutrientes
Estas observaciones llevaron a la compra e instalación de una unidad de control de pH para los ocho tanques, antes de realizar el segundo experimento de la primavera del siguiente año.
Este sistema de control puede ajustarse para medir y modificar el pH en cada tanque de manera individual, minuto a minuto; permitiendo mantener el control de las concentraciones de ácido conforme a los valores objetivo.
La unidad consiste en una serie de mini-indicadores de pH montados en ocho paneles, así como controladores de la misma empresa conectados a ocho sondas. Se instaló una sonda en cada tanque de solución dejándola flotar sobre un cojinete de unicel de 15 x 15 cm con un espesor de 2.5 cm.
El peso fresco promedio general de la lechuga cultivada durante el primer experimento, fue de 119 gramos, en comparación con las lechugas de 162 gramos cultivadas en el experimento de la primavera.
A pesar de que las diferencias en clima pudieron haber contribuido a obtener mayores rendimientos en la primavera; otra explicación posible para el aumento de rendimiento, puede haber sido el control más exacto del pH.
Es preciso hacer notar el impacto de ajustar la CE a 1.8; en lugar de a 1.4; ya que la CE de 1.8 produjo 17% mayor rendimiento; en comparación con el incremento del 5% en rendimiento proveniente de ajustar el pH a 5.4, en lugar de un pH de 6.0.
Vale la pena recordar que casi no hubo ninguna ventaja en ajustar la CE a 1.8 durante el primer experimento, cuando no se controló el pH con éxito.
El control adecuado del pH permitió que los nutrientes fueran aprovechados de manera más efectiva durante el periodo de crecimiento.
La producción hidropónica permite controlar de manera más precisa el pH y la CE de la solución nutritiva, en comparación con la producción en recipientes. No obstante, para optimizar el rendimiento de los cultivos hidropónicos, es preciso monitorear de manera más frecuente el pH y la CE, en comparación con la producción en recipientes.
Escrito por Neil S. Mattson y Robert Hansen. Artículo originalmente publicado por Greenhouse Grower, revista hermana de Productores de Hortalizas, ambas publicaciones de Meister Media Worldwide. Para más información escriban a: pdh.edit@meistermedia.com.
Fuente: Horatlizas