Escuela de la Ciudad de Cuernavaca Titulo: Hidroponia Autor: José Pablo Alonso Área: Ciencias Biológicas Químicas y Ambientales Grado: Tercero de Secundaria Asesora: Eva Martínez Expociencia 2012 1 1. ANTECEDENTES Las primeras referencias de algo parecido a hidroponía se originan con la necesidad de producir alimentos por parte de poblaciones que habitaban en regiones sin tierras fértiles para cultivar, pero que contaban con fuentes de agua suficientes. De tal manera que el concepto de la hidroponía es muy antiguo. Hubo civilizaciones enteras que usaron variantes parecidas a la hidroponía como medio de subsistencia, y existen datos históricos que sustentan la afirmación de que los cultivos hidropónicos se conocían en diversas localizaciones geográficas. Uno de estos datos son las descripciones de los "Jardines colgantes de Babilonia" que se describía recibían riego por canales de agua. Otros ejemplos incluyen siembra de hortalizas en "Barcazas" llenas de limo y sustancias nutritivas del fondo del lago que quedaba en lo que ahora es ciudad de México. La técnica de la hidroponía es incluso descrita por antiguos jeroglíficos egipcios en los cuales se hace mención de cultivos de plantas flotantes en las riveras del río Nilo. Las soluciones hidropónicas actuales no se desarrollaron hasta 1935 por el Dr. William Frederick Gericke. Sin embargo, fueron cultivos sin tierra con uso de sustancias nutritivas que los egipcios, babilonios y aztecas utilizaron al principio de forma ingenua y luego con una gran especialización. El primer trabajo publicado sobre crecimiento de plantas terrestres sin suelo era, Sylva Sylvarum (1627) de sir Francis Bacon. Después de eso, la técnica del agua se popularizó en la investigación. En 1699, John Woodward publicó sus experimentos de esta técnica con la planta de menta. Él observó que las plantas crecían peor en agua destilada que en fuentes de agua no tan purificadas. 2 En 1929, el profesor William Frederick Gericke de la Universidad de Berkeley, en California fue el primero en sugerir que la cultura de las soluciones se utilizase para la producción vegetal agrícola. Gericke causó sensación al hacer crecer tomates y otras plantas y consiguiendo que alcanzasen un tamaño notable en su patio trasero en soluciones minerales, mayores que las cultivadas en tierra. Por analogía con el término (geoponic) (que significa agricultura en griego antiguo) llamó a esta nueva ciencia hidroponía en 1937. Los informes sobre este trabajo y las fervientes afirmaciones de Gericke de que la hidroponía revolucionaría la agricultura de las plantas provocaron un alud de peticiones de información adicional. Gericke rechazó revelar sus secretos porque él había realizado los estudios en su casa y en su tiempo libre. Este hecho (negarse a revelar todos los datos) provocó su salida de la universidad de California. En 1940, escribió el libro, (Guía Completa del Cultivo sin Suelo). (Complete Guide to Soilless Gardening) 2. OBJETIVO Saber el método de la hidroponía para poder hacerlo en casa y facilitar la producción de cualquier tipo de siembra, sin tener que utilizar un lugar de abastecimiento para su elaboración y simplemente con un poco de nutrientes y agua a todo este proceso se llevara a cabo de una manera más sencilla e ingeniosa. Saber cuáles son sus ventajas y desventajas la elaboración de la hidroponía, los tipos de sustratos, nutrientes plantas, etc. Esto se va a llevar a cabo de un modelo base del cual estoy haciendo en mi casa para darme cuenta cuales son los pasos y para dar a conocer el experimento visualmente y para que sepan que este experimento es muy fácil de hacer y que te puede servir o facilitar para muchas cosas. 3. MARCO TEORICO Hoy en día existen diferentes técnicas de cultivo entre las que encontramos el cultivo hidropónico. La palabra hidroponía deriva del griego Hidros (agua) 3 y Ponos (labor o trabajo), lo que se traduce como "TRABAJO EN AGUA" sin embargo esta definición se usa en la actualidad para describir todas las formas de cultivo sin suelo ya que sin excepción tendrán que utilizar una solución nutritiva que debe tener agua y nutrientes. La Hidroponía es el cultivo sin "tierra"(suelo), por lo que las raíces deben recibir una solución nutritiva equilibrada disuelta en agua que contenga los nutrientes esenciales para el óptimo desarrollo de la planta. La hidroponía se define como una manera fácil de cultivar hortalizas y otras plantas, utilizando espacios pequeños en zonas urbanas o rurales. Se comenzó a utilizar de modo comercial a partir de 1930 y en la actualidad, ésta técnica a través del avance de la tecnología, se ha desarrollado de tal manera que hoy en día uno puede adquirir los materiales básicos y montar desde una sencilla instalación casera hasta una instalación con fines comerciales sin necesidad de contar con conocimientos específicos. El término de hidroponía fue utilizado por primera vez en 1938 por el Dr. W. F. Gericke de la Universidad de California, pero se dice que los primeros textos datan del 1600, aunque también se sabe que se utilizaba éste método desde antes en Babilonia, China, India, Egipto y culturas Mayas. Muchos de los métodos hidropónicos actuales emplean algún tipo de medio de cultivo tales como grava, arenas, piedra pómez, aserrines, arcillas expansivas, carbones, cascarilla de arroz, entre otros los cuales se denominan sustratos. 3.1 ¿DONDE SE HACE? El lugar que escojamos para hacer el huerto hidropónico es muy importante, ya que de esto depende el éxito del mismo. Lo importante es que usemos nuestra imaginación para aprovechar cualquier espacio disponible como: patios, paredes, techos, ventanas, balcones, los cuales pueden medir desde un metro cuadrado hasta el mayor de los campos de fútbol. Es necesario que estos lugares cumplan con ciertos requisitos, tales como: 4 -Estar bajo la luz del sol por lo menos 6 horas al día. -Estar en un lugar protegido de niños pequeños o animales domésticos que puedan dañar nuestros cultivos. -No estar cerca de desagües, letrinas, basureros, ni ríos de aguas negras, ya que estos pueden contaminar nuestros cultivos. -Estar cerca de una fuente de agua. -Estar en un lugar en donde puedan protegerse en caso de lluvias o vientos fuertes 3.2 ¿QUÉ SE NECESITA? Los componentes básicos son los elementos mínimos necesarios para poder comenzar la instalación de un cultivo hidropónico. A) Semillas, del tipo de cultivo que vayas a sembrar. Se recomienda escoger un tipo de cultivo a la vez hasta que se logre dominarlo por completo. B) Sustrato. Un sustrato es un lugar que sirve de soporte a una planta, pero que a diferencia de la tierra, no aporta ningún elemento a la nutrición de la planta esto es el material inerte. C) Contenedor o Recipiente. Es el lugar donde se va a colocar el cultivo. Pueden ser, tanto bolsas para cultivo, contenedores, o hasta tubería de PVC. 3.3 SUTRATO Los cultivos hidropónicos crecen en diferentes materiales, los cuales sustituyen a la tierra. Estos materiales también llamados sustratos, se pueden preparar con diferentes materiales o mezcla de ellos. Es un medio sólido e inerte, que sirve de soporte para el desarrollo del sistema radicular de las hortalizas y flores, proporcionando condiciones adecuadas para su desarrollo, unas de las principales funciones son: 5 1.- Protege a la raíz de la luz permitiendo un buen desarrollo de esta. 2.- Permite que la “solución nutritiva” se encuentre disponible para la planta. A dichos sustratos se les añade una solución nutritiva que contiene los elementos esenciales necesarios para el crecimiento y desarrollo de la planta. Los tipos de sustratos se dividen en dos, inorgánicos y orgánicos. 3.4.1 SUTRATOS INORGÁNICOS A) Piedra pómez Posee una buena estabilidad física y durabilidad, desde el punto de vista biológico es completamente libre de microorganismos. B) Grava La grava son pequeñas partículas que se obtienen de materiales procedentes de depósitos naturales o canteras que son triturados C) Roca volcánica o tezontle Es un material rojizo, de origen volcánico, es ligero y con una apariencia esponjosa. D) Arena de río Este material heterogéneo cuenta con una capacidad de retención de agua del 56% y para que sea utilizado en hidroponia E) Perlita La perlita es básicamente un silicato de aluminio de origen volcánico, de color blanco a grisáceo, tiene una baja densidad con buenas propiedades F) Arcillas expandidas 6 Las arcillas expandidas son de gran utilidad para el cultivo de orquídeas, una de las principales características es que presenta un pH neutro 3.4.2 SUSTRATOS ORGÁNICOS A) Fibra de coco La Fibra de coco se encuentra dentro de los residuos agroindustriales de origen tropical. B) Aserrín Dado el desconocimiento de que se tiene de la procedencia no es muy utilizado. Sin embargo este sustrato tiene una retención de humedad de un 54% lo que es ideal para climas templados y secos. C) Cascarilla de arroz La cascarilla de arroz se utiliza fundamentalmente con grava, ya que este es muy liviano y su capacidad de retención de humedad es baja, con un 40%, ya mezclado. D) Cascarilla de café Es un sustrato de baja capacidad de retención de humedad, es bueno para oxigenar sustratos; pero es de muy corta vida, pues se descompone en pocos días. 2.4.3 SUSTRATOS SINTETICOS A) Geles Se han producido, probado y promovido un determinado número de polímeros de geles, pero la mayoría ha desparecido del mercado ya que muchos productores no lo aceptaron. 7 B) Espuma de polietileno Se utiliza como material de relleno, para oxigenar y disminuir el peso de los sustratos. C) Espuma de poliuretano Se emplea en la confección de semilleros y es mezclado con otros sustratos livianos. 3.5 VENTAJAS A) Fácil y práctico. La fácil y sencilla práctica de la hidroponía hace que se pueda iniciar a grande o pequeña escala de producción, debido a que nosotros daremos las condiciones y nutrientes para que la planta tenga un crecimiento óptimo y una mejor producción. B) Control sobre la nutrición vegetal Existe un control sobre la nutrición vegetal gracias al uso de soluciones nutritivas y por lo tanto mayor calidad del producto superando en mucho los productos convencionales. C) Buen desarrollo en diferentes plantas y variedades Como las condiciones y la nutrición de la planta son controladas se mejora el crecimiento de ésta y de las propiedades organolépticas (sabor, color y olor) del fruto. Al tener un control sobre los nutrientes que recibe la planta se puede obtener un cultivo exitoso en cualquier especie o variedad vegetal. 8 D) Cultivo en invernadero. El cultivo en invernadero es de gran ayuda ya que independientemente de los fenómenos meteorológicos, se puede tener una buena producción a diferencia que en el campo porque se corre el riesgo de perder la cosecha si no hay un buen clima. E) Ahorro de agua El gran problema en México y todo el mundo es el abasto del agua, este es un elemento vital tanto para la planta como para el ser humano, es por eso que con la ayuda de la hidroponía y un riego automatizado podremos optimizar el uso de este recurso entre 80 y 90% de un ahorro de agua que se puede reciclar y utilizar. F) Producción a fuera de temporadaLas condiciones del invernadero son artificiales esto da la facilidad de poder producir hortalizas fuera de tiempo. La importancia y una de las grandes ventajas de la hidroponía es que en un invernadero se puede producir jitomate que se cosechará en invierno, que es cuando se alcanza el precio más alto en el mercado. G) Reduce el daño al medio ambiente En la actualidad el problema de contaminación del suelo por los fertilizantes, la erosión que presentan estos y la destrucción de los bosques y selvas, nos lleva a implementar nuevas estrategias para suministrar la demanda alimenticia, es por eso que los cultivos hidropónicos son una alternativa para disminuir el daño al suelo que ha sido ocasionado durante muchos años, de esta manera se ayuda a reducir el daño al medio ambiente. H) Prevención de contaminación Las condiciones del invernadero son controladas, lo que nos facilita controlar, combatir y evitar la presencia de microorganismos. 9 3.6 DESVENTAJAS A) Los nutrientes dependen directamente del productor. Así como en la tierra la planta depende del productor, la diferencia es que en la hidroponía los nutrientes para que la planta se desarrolle dependen directamente del productor. B) La inversión económica En cuestión económica existe una diferencia amplia ya la inversión inicial de un cultivo hidropónico es mayor a la inversión de un cultivo en tierra, ya que se requiere el equipo indispensable para echar a andar el proyecto. La mala información sobre el cultivo los costos excesivos que se promueven, hacen parecer a la hidroponía como una técnica de otro mundo e inalcanzable para la mayoría de la gente. 3.7 EL RIEGO En los cultivos hidropónicos es imprescindible el uso de un sistema de riego para suplir las necesidades de agua de las plantas y suministrarle los nutrientes necesarios. Los sistemas de riego que pueden utilizarse van desde uno manual con regadera hasta el más sofisticado con controladores automáticos de dosificación de nutrientes, pH y programador automático de riego. El tanque debe ser inerte con respecto a la solución nutritiva y de fácil limpieza, mantenimiento y desinfección. El criterio para seleccionar el tamaño puede variar según el cultivo, localidad, método de control de la solución nutritiva, etc. Cuanto más pequeño sea más frecuente será la necesidad de controlar su volumen y composición. La ubicación del tanque dependerá de la situación del cultivo. En caso de regar por gravedad, deberá tener suficiente altura para lograr buena presión en los goteros, si se riega utilizando una bomba, el tanque puede ser subterráneo. 10 Las tuberías de PVC y mangueras de polietileno son las más económicas. El diámetro dependerá del caudal y longitud del tramo. 3.8 SISTEMA DE RIEGO La elección de una u otra técnica de riego depende de numerosos factores como las propiedades físicas del sustrato, los elementos de control disponibles, las características de la explotación, etc. Desde el punto de vista del movimiento de agua en el sustrato, los sistemas de riego se pueden clasificar en dos grandes grupos, aporte de agua de arriba hacia abajo (goteo y aspersión) o de abajo hacia arriba (subirrigación). Abajo se especifican las características de los riegos más utilizados actualmente en cultivo en contenedor. Básicamente el principio de funcionamiento y su uso son los siguientes: A) Riego localizado o por goteo El riego localizado consiste en aplicar agua a cada maceta mediante un microtubo provisto de una salida de bajo caudal. Es uno de los métodos mas utilizados. B) Riego por aspersión En este sistema el agua es aportada a una cierta altura sobre el cultivo y cae sobre el follaje. Es un sistema que se ha utilizado mucho pero que actualmente está en recesión. C) Riego por subirrigación La subirrigación es una técnica de riego que consiste en suministrar el agua a la base de la maceta. Este aporte se realiza mediante el llenado de agua de una bandeja donde están colocadas las macetas. El llenado se puede realizar bien por elevación de la lámina de agua de la bandeja (Flujo-reflujo) o haciendo fluir agua por unos canalones. 11 Uno de los sistemas más ventajosos es el riego por goteo mediante el cual el agua es conducida hasta el pie de la planta por medio de mangueras y vertida con goteros que la deja salir con un caudal determinado. A) Método de raíz flotante Se llama así porque las plantas al ser trasplantadas del semillero a este método, la raíz queda flotando en el agua. Sirve para sembrar lechugas, apios, albahaca, acelga y berro Es muy importante recordar que por lo menos dos veces al día todos los días, debemos levantar la plancha de duroport con cuidado y agitar el agua con la mano hasta formar burbujas de aire, ya que las plantas al igual que nosotros, necesitan de aire para sobrevivir. El agua dentro de la caja debe cambiarse una vez al mes, es decir se saca el agua de la caja y se vuelve a hacer el procedimiento indicado para alimentar las plantas con el método de raíz flotante. 3.9 TIPOS DE SIEMBRA A) La siembra directa Se usa para plantas que desde el principio crecen fuertes y se siembran directamente en el lugar donde pasarán su ciclo de vida. Este tipo de siembra lo podemos usar con todas las plantas. Dichas plantas las vamos a sembrar única y exclusivamente bajo la técnica hidropónica de sustrato, ya que si tratáramos de germinarlas en otros sistemas como el de raíz flotante dichas plantas no soportarían la excesiva humedad en sus raíces y se pudrirían. Por eso es importante cuando sembremos plantas de las cuales su raíz sirve como un almacén de nutrientes, mantener la raíz húmeda mas no en exceso. 12 B) La siembra indirecta La siembra indirecta la vamos a hacer en semilleros ó germinadores (también llamados almácigos). Dichos almácigos tienen la característica principal de poder germinar un gran número de plantas en un espacio muy pequeño, lo cual nos permite seleccionar a las mejores plantas, ahorrar en sustrato, agua y solución nutritiva, además de facilitar el transporte de las plántulas. Las semillas que se recomienda sembrar por siembra indirecta son aquellas de las cuales no utilizan sus raíces como almacén de nutrientes; como por ejemplo jitomates, chiles, lechugas, frijol, maíz, sandía, etc. 4. PH El pH es básicamente la acidez o alcalinidad que tiene una solución; y en el caso de la hidroponía, el rango de acidez o alcalinidad de una solución nutritiva. El PH determina que los nutrientes se encuentren disponibles para nuestras plantas. Si mantenemos un pH adecuado en nuestra solución nutritiva, estamos garantizando que nuestras plantas puedan absorber los nutrientes esenciales para su desarrollo; si lo descuidamos, difícilmente lograremos una cosecha. ¿Cómo funciona el pH? El pH se mide en una escala de 0 a 14, siendo el 7, símbolo de un pH neutro. 4. METODOLOGIA El primer paso que hice fue saber un poco sobre esto y saber si estaba interesante el tema y perfecto para mí porque a mí siempre me han gustado temas que sirvan en un futuro. Investigue a fondo y empecé a meterme más al tema hasta darme cuenta de que este tema si lo desarrollas muy bien, es muy interesante exponer y dar tu punto de vista a las demás personas. 13 Trate de entrar a un curso intensivo de hidroponía pero estaba muy caro, fui a una exposición y vi algo sobre mi tema y me inspiro mas, le expliqué a mi papa sobre el tema y le intereso mucho y decidió ayudarme. Tiempo después me di cuenta que ya necesitaba empezar a germinar mis plantas para que el día de la expociencia todo estuviera listo, así que me fui preparando y cultivando mis plantas después. Encontré un video sobre la hidroponía pero con un proceso más casero y de ahí me base para hacer mi sistema hidropónico a través de tubos PVC y una bomba para que el agua estuviera circulando constantemente. Le pedí a mi asesora sugerencias para que quedara muy completo y con un poco de la ayuda de mi papa arme mi sistema hidropónico y que ahora esta en uso. 5. RESULTADOS Aprendí a elaborar un sistema hidropónico casero de manera muy eficiente para darlo a demostración en casa y tener los conocimientos necesarios para su elaboración y explicación del tema. Saber utilizando dependiendo el tipo de cultivo que vas a desarrollar, para qué función lo vas a utilizar o de área es la adecuada que vas a utilizar. Supe llevarlo a cabo saber dominar las semillas para poder germinarlas de manera por siembre indirecta y saber medir lo mas importante que es PH de las plantas. 6. CONCLUSIONES Este proyecto es un método muy eficiente para su elaboración casera o hasta fines materiales, utilizar este tipo de cultivo te facilitara la producción casera, económica y sin ningún daño de las hortalizas, producir fuera de temporada, etc. He llegado a la conclusión de que solo necesitas un poco de empeño para esta elaboración y que no necesitas tener los conocimientos específicos para su elaboración, y tener un poco de cuidado en su cultivo. 14 A) Materiales para levar a cabo el experimento: -Tubo de PVC de rodaje 4 y 2, 9m cada uno -4 codos PVC, 4 “T” para unir el PVC -Una bomba de pecera -Nutrientes sustentables -Cultivo de las plantas utilizadas ya germinadas B) Procedimiento 1.- Corta los tubos PVC iguales y márcalos para después ser perforados. 2.- Con la ayuda de un sacabocado perfora cuidadosamente el tubo PVC grande a medida exacta del recipiente donde está la planta, dándoles un espacio determinado a cada uno de los agujeros (aprox. 15 cm) 3.- Une los tubos con los codos grandes de tal forma que queden en una posición inclinada para que el agua se traslade. 5.- Con la bomba de pecera pon un tubo delgado y pequeño en la bomba y llévalo a la parte más alta de donde están los tubos para que empiece a circular el agua. 6.- Coloca el contenedor donde se encuentra as plantas ya germinadas; de preferencia pégale una tela si la raíz no es tan larga para estar tocando constantemente el agua. 7.- El agua que está en la bomba de pecera se lo vaciara una cantidad de sustratos para que la planta en si pueda seguir creciendo. 8.- El agua circulara sola y ya solo será necesario checar si todo está bien para que la hidroponía se lleve a cabo. 15 BIBLIOGRAFIA http://www.hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=25&zenid=n1gj278oeq1l gsctkg6kl1dmo2 http://www.elmejorguia.com/hidroponia/ http://www.depadresahijos.org/INCAP/Hidroponicos.pdf 16