Tipos de agricultura sin suelo

• La agricultura sin suelo, una práctica revolucionaria en el cultivo de plantas, se aparta de la dependencia del suelo tradicional como medio de crecimiento, abriendo las puertas a nuevas formas de producción agrícola
• La utilización de sustratos alternativos en la agricultura sin suelo presenta múltiples ventajas, como una mayor eficiencia hídrica y nutricional, así como la capacidad de controlar de manera precisa las condiciones ambientales, permitiendo un desarrollo óptimo de las plantas y una producción de alimentos más sostenible.
• La agricultura sin suelo representa una solución sostenible y resiliente ante los desafíos actuales, ya que promete contribuir a la seguridad alimentaria a nivel global, reducir la presión sobre los recursos naturales y minimizar los impactos negativos en el medioambiente, consolidándose como una alternativa prometedora para el futuro de la producción agrícola.

El cultivo convencional enfrenta problemas como la escasez de tierras cultivables, la degradación del suelo, el consumo excesivo de agua, la contaminación ambiental y la ineficiencia en el uso de recursos. 

Estos desafíos hacen necesario buscar alternativas más sostenibles, como los sistemas hidropónicos, que permiten superar estas problemáticas y ofrecen enfoques más eficientes para la producción de alimentos.

El cultivo sin suelo, también conocido como cultivo hidropónico o cultivo en sustratos inertes, es una técnica agrícola revolucionaria que prescinde del uso del suelo tradicional como medio de cultivo. En su lugar, se emplean sustratos diferentes, como arena, perlita, fibra de coco u otros materiales inertes, o se utilizan soluciones nutritivas acuosas para suministrar los nutrientes necesarios a las plantas. 

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Esta técnica se basa en proporcionar un entorno controlado donde las raíces de las plantas obtienen los nutrientes directamente del agua y los elementos disueltos en ella.

La hidroponía es un ejemplo de cultivo sin suelo, en el cual los nutrientes minerales se proporcionan en un sustrato estéril o directamente en solución nutritiva. 

Este sistema permite un uso más eficiente del agua y de los fertilizantes, así como un mayor control de las condiciones climáticas, lo que repercute en un mejor rendimiento productivo, tanto en cantidad como en calidad de cosecha. 

El cultivo hidropónico permite un uso más eficiente del agua y de los fertilizantes

La evolución del cultivo sin suelo ha sido impulsada por la necesidad de tener control sobre las condiciones de crecimiento de las plantas, especialmente en áreas donde el suelo es pobre o no apto para la agricultura convencional. Además, los medios sin suelo permiten un mejor manejo de las enfermedades y reducen la necesidad de fumigantes.

En cuanto a su popularidad, el cultivo sin suelo ha ido cobrando cada vez más protagonismo en la agricultura moderna, especialmente en la producción de hortalizas y frutas. Algunos ejemplos de cultivos sin suelo incluyen la producción de tomate, pimiento, pepino, fresa y aguacate.

Andalucía es la comunidad autónoma que lidera esta tendencia, con provincias como Huelva, que produce prácticamente el 100 % de sus frambuesas y moras mediante cultivos hidropónicos. 

¿Qué tipos de cultivos sin suelo existen?

Existen varias técnicas de cultivo sin suelo con sus propias ventajas y desafíos. La elección de la técnica va a depender de diversos factores, como el tipo de planta, el espacio disponible y los recursos disponibles. 

Hidroponía

La hidroponía es una técnica de cultivo sin suelo en la que las plantas se cultivan en una solución acuosa que contiene los nutrientes necesarios para su desarrollo. No se utiliza tierra ni sustrato. Las raíces de las plantas se sumergen directamente en la solución nutritiva o se riegan con ella de forma regular. 

La hidroponía permite un control preciso de los nutrientes, el agua y otros factores ambientales, lo que resulta en un crecimiento más rápido y mayor rendimiento de las plantas.

Aeroponía

La aeroponía es una técnica de cultivo sin suelo en la que las plantas se cultivan en un ambiente de aire y sus raíces se rocían con un aerosol que contiene los nutrientes necesarios. Las raíces suspendidas en el aire reciben una excelente oxigenación y absorben los nutrientes de manera eficiente. 

Este método de cultivo minimiza el consumo de agua y nutrientes en comparación con otros sistemas, y también permite un mayor desarrollo de las raíces, lo que resulta en un crecimiento más rápido de las plantas.

NFT (Nutrient Film Technique)

El cultivo en NFT es una técnica de cultivo sin suelo en la que las plantas se cultivan en canales inclinados o tubos poco profundos. Se crea una película continua de solución nutritiva que fluye por los canales, y las raíces de las plantas están expuestas a dicha película líquida. A medida que el agua fluye constantemente, las raíces absorben los nutrientes necesarios. El exceso de solución se recoge y se recircula nuevamente al inicio del sistema. 

El cultivo en NFT es eficiente en términos de uso de agua y nutrientes, y proporciona una oxigenación adecuada a las raíces

Acuaponía

La acuaponía es una técnica que combina la hidroponía y la acuicultura (cultivo de organismos acuáticos). 

En este sistema, las plantas se cultivan en una solución acuosa con nutrientes, similar a la hidroponía, pero en lugar de utilizar una solución artificial, se utiliza agua proveniente de un sistema de acuicultura. 

Los desechos de los organismos acuáticos, como peces, camarones o langostinos, proporcionan los nutrientes necesarios para las plantas, mientras que las plantas filtran y purifican el agua, creando un ciclo equilibrado y sostenible.

Sustrato inerte

Esta técnica, aunque no es completamente sin suelo, implica el uso de materiales de sustrato inerte, como perlita, fibra de coco, lana de roca o vermiculita. Estos sustratos no contienen nutrientes y actúan principalmente como soporte para las raíces. 

Los nutrientes se suministran a las plantas mediante una solución nutritiva. El sustrato inerte retiene la humedad y permite un buen drenaje, proporcionando un entorno favorable para el desarrollo de las raíces.

Cultivo sin suelo vs cultivo convencional 

El cultivo sin suelo y el cultivo convencional son dos enfoques diferentes para la producción de alimentos. A continuación, se comparan los aspectos más importantes y se muestran las diferencias entre ambos enfoques:

Como se puede observar en la tabla, una de las principales diferencias entre el cultivo sin suelo y el convencional reside en el propio uso del suelo. 

Mientras que en el cultivo tradicional requiere grandes cantidades de tierra y puede estar limitado por la calidad de la misma, el cultivo sin suelo se desarrolla en soluciones acuosas o sustratos inertes, sin usar suelo en absoluto, permitiendo un uso más eficiente del espacio.

Además, el cultivo sin suelo supone un gran ahorro en el uso de agua, ya que los sistemas hidropónicos, por ejemplo, el agua va directamente al cultivo y se recircula, evitando desperdicios.

Lo mismo pasa con los nutrientes, donde en el cultivo sin suelo se suministran directamente de manera óptima y controlada. Mientras, en el cultivo convencional, estos se encuentran en el suelo y son las plantas quienes los absorben, estando supeditadas a la calidad del suelo y la variabilidad de estos nutrientes.  

Una ventaja del cultivo sin suelo frente al convencional es el control que permite sobre las enfermedades y plagas, donde este riesgo se reduce al estar alejadas del suelo, reduciendo la necesidad de pesticidas y herbicidas.

Con respecto al clima y las estaciones, el convencional está limitado a las condiciones de cada región y sus estaciones, mientras que el cultivo sin suelo permite un mayor control ambiental, pudiendo adaptarse a las condiciones climáticas y proporcionar un resultado óptimo de crecimiento durante todo el año.

Todas estas diferencias hacen que el cultivo sin suelo se caracterice por tener una mayor eficiencia, logrando un mayor rendimiento en espacios más reducidos y con una mejor gestión de los recursos que el cultivo convencional.

¿Tiene desventajas el cultivo sin suelo?

Aunque tiene grandes ventajas, el cultivo sin suelo también presenta ciertas desventajas frente a otras técnicas de cultivo que pueden estar frenando su desarrollo e implementación tanto a nivel nacional como a escala global.

• Los costos iniciales suelen ser elevados: la implementación de sistemas de cultivo hidropónico, aeropónico o NFT implica la adquisición de equipos especializados, como sistemas de riego, bombas y sistemas de control ambiental, lo que puede resultar en una inversión considerable. Esto puede ser un obstáculo para los agricultores con recursos limitados, ya que requiere un desembolso inicial significativo.
• Exige un mayor nivel de conocimientos técnicos y habilidades específicas: en el cultivo sin suelo los agricultores deben comprender los principios de la hidroponía, aeroponía o acuaponía, y deben ser capaces de monitorear y controlar factores como el pH, los niveles de nutrientes, la temperatura y la humedad. La gestión incorrecta de estos parámetros puede tener consecuencias negativas en el crecimiento de las plantas. Por lo tanto, se requiere una curva de aprendizaje más pronunciada y una atención constante para mantener un entorno de cultivo óptimo.
• Dependencia de la tecnología: el funcionamiento adecuado de los sistemas de cultivo, el suministro de agua, electricidad y otros equipos es esencial para el éxito del cultivo sin suelo dependen en gran medida de la tecnología. Cualquier falla o interrupción en estos aspectos puede tener un impacto negativo en el crecimiento de las plantas. Esta dependencia no es tan visible en el cultivo convencional, que es menos vulnerable a este tipo de errores.

Si bien estas desventajas existen, es importante destacar que muchas de ellas pueden mitigarse con una planificación adecuada, capacitación, inversión en tecnología y prácticas de manejo correctas. 

A medida que la tecnología continúa desarrollándose y se comparten mejores prácticas es probable que algunas de estas limitaciones se reduzcan.

¿Cuáles son los factores clave para el éxito del cultivo sin suelo?

Existen varios factores que es necesario tener en mente cuando se plantea un proyecto de cultivo sin suelo si se desea tener éxito. A continuación se mencionan los principales factores a tener en cuenta: 

1. Gestión del agua: suministro adecuado y control de la humedad para evitar el exceso o la escasez de riego.
2. Suministro de nutrientes: proporcionar nutrientes equilibrados en la cantidad y momento adecuados para el crecimiento óptimo de las plantas.
3. Control ambiental: mantener condiciones controladas de temperatura, humedad, iluminación y ventilación para un crecimiento saludable.
4. Elección del sustrato adecuado: seleccionar un medio de soporte que proporcione drenaje, retención de humedad y estabilidad para las raíces de las plantas.
5. Monitoreo regular: realizar mediciones y ajustes regulares de pH, conductividad eléctrica, temperatura y humedad para detectar y abordar problemas a tiempo.

Casos de éxito

− Cajamar

En Cajamar poseemos un ecosistema de innovación agroalimentaria que está involucrado en diferentes proyectos relacionados con los cultivos verticales y los cultivos hidropónicos. 

En concreto, nuestro Centro de Experiencias lleva ya varios años trabajando con un prototipo de cultivo hidropónico que en septiembre de 2022 ya alcanzó una producción comercial de 31,70 kilos por metro cuadrado. 

Hemos realizado ya varios proyectos en los dos centros experimentales que tenemos (Almería y Paiporta).

En concreto, en la Estación Experimental Cajamar en El Ejido (Almería) se han llevado a cabo cultivos de pitaya y tomate tipo RAF. 

Por su parte, en el Centro de Experiencias en Paiporta (Valencia) se realizaron experimentos de producción de endivias utilizando cultivo hidropónico en cámaras. 

En la actualidad, se ha implementado una estructura que permite el cultivo en varias alturas, de 4 a 5 niveles, con una altura de hasta 2 metros, utilizando invernaderos y canales que permiten ajustar la densidad de plantación. La densidad adecuada es de 30 plantas por metro cuadrado y ciclo. 

Se utiliza un sistema de cultivo hidropónico con solución nutritiva recirculada, aprovechando el agua de lluvia recolectada del techo del invernadero.

− Hydroponic systems

Hydroponic Systems International es una empresa fundada en 2014 en Murcia, España. Se dedica a desarrollar y proporcionar sistemas de cultivo hidropónico, tanto a nivel del suelo como elevados, para mejorar los rendimientos de cultivos en invernaderos hidropónicos. 

La empresa trabaja en conjunto con ingenieros, técnicos y agricultores experimentados de diferentes países para desarrollar soluciones innovadoras en el ámbito de la hidroponía. 

Además, esta empresa ha desarrollado una gama de sistemas de canalones hidropónicos innovadores, incluyendo sistemas de nivel del suelo, sistemas elevados y sistemas para agricultura vertical y CEA (Controlled Environment Agriculture). 

Algunos de sus productos incluyen sistemas de riego de plástico en forma de U, sistemas de cultivo sin suelo de tamaño pequeño, sistemas de riego elevados en forma de V y sistemas de riego de acero en forma de U para fresas. 

Precisamente, uno de sus últimos éxitos ha sido una plantación de fresas en sustrato, en Zaragoza. Utilizando sacos de sustrato sobre sus sistemas de cultivo y drenaje hidropónico, la empresa ha obtenido resultados impresionantes en el cultivo de fresas. 

El sistema utilizado en este caso de éxito es el Sistema HS Strawberry, que según reportan diferentes clientes es capaz de conseguir hasta 1,4 kg de fresas por planta (en las variedades murano y prize). 

Si quieres saber más… 

1. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/mejora-rendimiento-agricultura-vertical 
2. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/agricultura-vertical-suministro-alimentos/ 
3. Generalitat Valenciana.  https://ivia.gva.es/documents/161862582/161863558/Cultivo+sin+suelo+de+hortalizas.pdf/bb39ab24-ef7c-4f51-82a7-ebf73e414e18?t=1422959625920