PRODUCCIÓN DE SEMILA DE PAPA POR HIDROPONIA TÉCNICA DE FLUJO CONTINUO DE UNA PELICULA DE SOLUCION NUTRITIVA (NFT) Carlos Chuquillanqui1, Jorge Tenorio1 y L. F. Salazar2 1 La producción de semilla pre-básica de papa debe partir necesariamente de material de alta calidad (in-vitro o tuberculillos libre de enfermedades) y ser producido en invernadero. Esta producción en invernadero es generalmente realizada usando un substrato de origen vegetal (básicamente musgo y suelo) lo cual involucra el riesgo de infección por diferentes patógenos presentes en el substrato, tales como Rhizoctonia solani (chupadera), Spongospora subterránea (Roña), Erwinia spp. (pudrición blanda), Phytium spp., y otros. Además, otra de las desventajas de la producción de semilla prebásica en suelo es generalmente la baja tasa de multiplicación. Para resolver estos problemas, la Unidad de Virología del Departamento de Protección de Cultivos, en el Centro Internacional de la Papa (CIP) ha desarrollado una técnica para la producción de tuberculillos pre-básicos por hidroponía bajo el sistema NFT (Técnica de flujo continuo de una película de solución nutritiva). El objetivo de la técnica de la producción de tuberculillos por hidroponía, es conseguir una reducción de los costos operacionales y de instalación (con elementos simples y rústicos), obtener un mayor número de tuberculillos, producir material pre-básico de alta calidad para proporcionar de esta manera una herramienta más eficiente y menos costosa para la multiplicación rápida de material de alta calidad en los programas de producción de semilla de papa. Introducción Hidroponía es una técnica agrícola antigua pero que recientemente ha sido adoptada para producir semilla de papa de alta calidad. A menudo, cuando hablamos de cultivo hidropónico, no descubrimos en nuestros interlocutores ningún signo de reconocimiento. Y cuando explicamos que se trata de un cultivo directo en el agua, sin tierra y por añadidura en plástico, captamos esa mirada de tierna incredulidad o cargadas de escepticismo. Incluso de desaprobación. Sin embargo, esta tecnología representa uno de los desarrollos más sensacionales de los últimos años. Por otra parte, ya tiene un auge formidable en Australia, Canadá, México, España, Japón, Estados Unidos, la ex Unión Soviética, Holanda e Israel. En América del sur Argentina y en Perú en el Departamento de Hidroponía de la Universidad Nacional Agraria la Molina y algunas empresas privadas. Existen muy diversos métodos de cultivos hidropónicos, pero todos se ajustan a un principio esencial, que consiste en el cultivo de plantas sin tierra y sin materia orgánica. 1 2 Centro Internacional de la Papa (CIP) Director Científico Agdia Inc. 1 Mundialmente existen grandes establecimientos dedicados a la producción de este tipo de cultivo, destinados fundamentalmente al abastecimiento de hortalizas frescas a la población. Dentro de las técnicas de cultivo que el hombre ha desarrollado durante miles de años, la hidroponía representa lo más avanzado y moderno. Es sin duda, la forma de cultivar del futuro. Sus aplicaciones y ventajas • Uso óptimo del potencial genético de una variedad. • Mejor control de la nutrición de la planta. • Clara mejora en el rendimiento de la calidad • Reducción significativa del ciclo vegetativo, el desarrollo de la planta es más rápido. • Se requiere una superficie mucho menor para obtener igual cantidad de producción. Realizando instalaciones superpuestas, puede multiplicarse aún más el espacio • Excelente tasa de logros en expansión. • Las plantas desarrollan poco sus raíces pues están directamente en contacto con los nutrientes, pero logran un crecimiento extraordinario de tallos, hojas y frutos. • Requiere mucho menor mano de obra, ya que no es necesaria la remoción del suelo, efectuar transplantes, limpiar los cultivos de malezas, etc. • La presentación de los productos obtenidos es superior a la de los cultivados en tierra. • Mantiene los cultivos en un medio fitosanitario extraordinariamente bueno. Facilita el control de las plagas en los cultivos. • Importante economía de abono y sobre todo de agua, en un planeta donde la falta de agua comienza a ser seria. • Ausencia total de herbicidas, por cierto: Algunas veces se utilizará la el manejo integrado para evitar fungicidas y pesticidas. • En la enseñanza, a todas las edades, el cultivo hidropónico maravilla tanto a los grandes como a los pequeños. • El cultivo hidropónico ha permitido enormes adelantos en el conocimiento de las plantas, particularmente en lo que se refiere a su nutrición. Después de 50 años, este método es utilizado en todos los grandes centros de investigación por su fiabilidad, su precisión y la diversidad de sus aplicaciones. Hoy en día las variantes de esta tecnología son numerosas: NFT, Drip System, aerohidroponía, etc. Ellas son aplicadas cada vez más en los países industrializados. En muchos países del tercer mundo hay equipos de ayuda para núcleos poblados para construir sus propios sistemas de cultivo hidropónico con productos y abonos de recuperación doméstica. Cualquiera sean los métodos aplicados, la tecnología se utiliza hoy en forma industrial y está unida esencialmente a la producción en invernadero. En Australia, por lo menos el 90 % de las lechugas y tomates son producidos siguiendo este método. Los australianos 2 invaden actualmente el mercado superpoblado del sur de Asia con una enorme cantidad de frutas y legumbres hidropónicas Técnica de flujo continuo de una película de solución nutritiva (NFT) El sistema NFT es un sistema de cultivo en agua, donde la solución nutritiva circula continuamente por una serie de canales de cultivo donde se desarrollan las raíces y tubérculos de las plantas. En este caso, los canales están conformados por las canaletas de un techo de calamina de asbesto y para la siembra se cubre con polietileno color negro de 8 micras de grosor o se puede usar fibra de PVC. El principio del sistema consiste en lo siguiente: la solución nutritiva preparada y almacenada en un tanque de fibra de vidrio (500 litros), es enviada por una electro bomba hacia las canaletas o canales de PVC. Por los canales recorre una película o lámina de unos 3 a 5 milímetros de agua conteniendo la solución nutritiva. La plancha de asbesto acanalado se coloca sobre una mesa con una ligera pendiente (0.5 -1.0 %) para facilitar la circulación de la solución nutritiva por los canales, luego ésta es recolectada por una tubería de drenaje que está conectada con el tanque. Finalmente la solución retorna al tanque. La electro bomba funciona durante las 24 horas del día con un intervalo de 15 minutos de trabajo y 15 minutos de descanso. Este flujo continuo de solución nutritiva permite que las raíces tengan una buena oxigenación y un adecuado suministro de agua y nutrientes minerales esenciales para crecimiento de la planta (Fig. 1). Diagrama basica Fuente de electricidad Timer (15 min intervalo) Electrobomba ¼ - ½ HP Mesas y plantas Tanque solución Nutritiva Entrada de agua Retorno de solucción nutritiva Figura 1. Sistema básico del sistema hidropónico adaptado en el CIP. 3 Materiales y métodos La investigación fue desarrollada en las estaciones experimentales del CIP en La Molina y en La Victoria (Huancayo), para lo cual se utilizaron los cultivares Canchan, Perricholi y Yungay en La Molina y los cultivares Canchan y Musuq Tomasa en La Victoria, categoría prebásica. Los tuberculillos fueron sembrados en arena, previo análisis por la técnica serológica de DAS-ELISA para confirmar que se encontraban libres de virus, cuando las plántulas alcanzaron unos 10 centímetros de altura fueron separados del tuberculillo madre, previniendo así cualquier posible ataque de hongos o bacterias en el mismo. Las plántulas fueron colocadas (plantadas) en mesas de 2.40 m x 1.10 m , en una densidad de 45 plántulas/m2 (fig.2). La solución nutritiva puede prepararse o ser adquirida en la Universidad Agraria La Molina. Solución Nutritiva •Solución A (para 5.0 litros de agua, volumen final) •Nitrato de potasio 13.5 % N, 44-45 % K20 •Nitrato de amonio 33 % N •Superfosfato triple de calcio 45 % P2PO5, 20 % CaO 550.0 g 350.0 g 180.0 g •Solución B (para 2.0 litros de agua, volumen final) •Sulfato de magnesio 16 % MgO,13 % S •Quelato de hierro 6.0 % Fe 220.0 g 17.0 g •Soluciones de micronutrientes : Fetrilom Combi* •Fertilom combi (Fertilizante foliar soluble, comercial): magnesio (9.0 % MgO), azufre (3.0 % S), hierro (4.0 % Fe), manganeso (4.0 % Mn), cobre (1.5 % Cu), Zinc (1.5 % Zn), boro (0.5 % B), y molibdeno (0.1 % Mo) Como se mencionó anteriormente el electro bomba funcionó durante las 24 horas del día con un intervalo de 15 minutos de trabajo y 15 minutos de descanso. La solución final se mantuvo a un pH cuyo rango fue de 5.5 a 6.5, cuando se requirió bajar el pH se usó ácido sulfúrico al 70 %, en cuanto a la conductividad eléctrica (C.E) esta debe mantenerse entre 1.00 - 2.5. mS/cm. Para hacer un estudio comparativo de métodos, paralelamente se sembraron las mismas variedades en macetas y camas en los invernaderos de La Molina y sólo en macetas en los de la estación experimental de la Victoria (Huancayo), para estos casos no hubo un pre-brotamiento en arena, los tuberculillos fueron sembrados directamente en suelo definitivo. A la cosecha se cuantificó el número de tubérculos por planta y peso por planta. Resultados y discusión El sistema hidropónico fue superior en producción (número y peso de tubérculos) a los sistemas de multiplicación correspondientes a macetas y camas, con este sistema todas las variedades evaluadas presentaron mayores producciones significativas en los invernaderos de La Molina (cuadro 1 y fig. 3) y en los invernaderos de la estación de La Victoria (fig. 4 y fig. 5). 4 Con esta técnica (dependiendo de la variedad), nosotros hemos podido obtener una de tasa de multiplicación de 15 –20 tuberculillos por planta (fig. 6) Esto nos permite producir entre 675 a 900 tuberculillos por m2. La tasa de multiplicación se puede mejorar aun más con la regulación de la composición de la solución nutritiva. La calidad de los tuberculillos producida es excelente: No se observa infección con patógenos y el comportamiento fisiológico de estos tubérculos no es diferente de aquellas producidas en forma convencional en invernadero o en campo abierto. A través de este sistema, se puede controlar el crecimiento y desarrollo de tuberculillos, cortando aquellos que han logrado el peso y tamaño deseado (10-20 g) para favorecer el crecimiento y desarrollo de otros tuberculillos aún más pequeños y que requieren desarrollar. Cuadro 1. Rendimiento por planta en gramos de variedades en diferentes sistemas de multiplicación en La Molina Variedad Yungay Canchan Perricholi Tomasa Sistema de multiplicación Hidropónico Camas Macetas 88.94 b 115.42 a 38.58 c 107.56 a 65.32 b 64.12 b 117.58 a 59.36 b 48.93 b 94.98 a 57.54 b 43.12 b 5 Figura 2. Multiplicación de semilla pre-básica en el sistema NFT 6 20 15 10 5 Hidropónico Camas Macetas Sistema Figura 3. Comportamiento de variedades en número de tubérculos por planta en diferentes sistemas de multiplicación en La Molina 7 Tomasa Perricholi Canchan Yungay Tomasa Perricholi Canchan Yungay Tomasa Perricholi Canchan 0 Yungay Número de tubéculos/planta 25 250 peso de tub/planta 200 150 a a 100 50 b Canchan maceta maceta Hidropónico b Hidropónico 0 Musuq Tomasa Sistemas y cultivares Figura 4. Comportamiento de Canchan y Musuq Tomasa para peso /planta en condiciones de Huancayo 16 número de tub/planta 14 a 12 10 a 8 b 6 b 4 2 0 Hidropónico maceta Hidropónico Canchan maceta Musuq Tomasa Sistemas y cultivares Figura 5. Comportamiento de Canchan y Musuq Tomasa para número de tubérculo /planta en condiciones de Huancayo 8 Figura 6. Producción del cultivar Canchan en invernaderos de La Victoria (Huancayo) Recomendaciones 1. Utilice siempre semilla sana. El tratamiento de la semilla y plántulas con 0.2 % de hipoclorito de sodio 2. Uno de los problemas principales encontrados fue del Erwinia sp. Su control puede ser realizado con eficacia agregando estreptomicina a 5 ppm (0.05gr/l) y hipoclorito de calcio 2 ppm a la solución nutritiva 3. Si se desarrollasen algunos hongos adicionar algunos fungicidas a la solución nutriente (véase la dosis comercial recomendada) 4. Para la producción de semilla la distancia entre las plántulas debe ser entre 10-15 cm. Cuando los tubérculos se utilizan para la propagación se recomienda distancia entre 15-25 cm dependiendo del tamaño del tubérculo de la semilla. 9 5. Utilice los tubérculos del tamaño uniforme en cada mesa. Los tubérculos deben estar brotados. 6. Corte la fuente de la solución nutriente 3 días antes de cosecha para permitir la suberización del tubérculo. Bibliografía Relloso JB, Pascualena J, Ritter E. 2000. Sistema Aeropónico en la Producción de patata de siembra de Categoría Prebásica Libro Actas del Congreso Iboamericano de Investigación y Desarrollo en Papata. Patata 2000. 3-6 Julio, Vitoria-Gastéis, España. P 285-297. Raymond M. Wheeler, Chery, L. Mackowiak, Jhon C. Sager, William M. Knot, and Ross Hinkle. 1990. Potato growth and yield using nutrient film tecnique (NFT). Am. Potato J. 67: 177-187. Rodríguez- Delfín A, Hoyos M, Chang La Rosa M. 2001. Soluciones Nutritivas en Hidroponía, Departamento de Hidroponía, Universidad Nacional Agraria “La Molina”, Lima, Perú. 10