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Vol. 3 Núm. 1
Naturaleza y Desarrollo
Enero - Junio 2005
Valoración productiva de lechuga hidropónica con
la técnica de película de nutrientes (nft)
Cuauhtémoc Jaques Hernández y José Luis Hernández M.
Transferencia de Tecnología, Centro de Biotecnología Genómica del IPN
Blvd. del Maestro s/n esq. Elías Piña, Tel y Fax. 01(899)9243627, Reynosa, Tamaulipas
88700, México
[email protected], [email protected]
Resumen
Se evaluó el sistema hidropónico de la técnica de película de nutrientes (nft) para la producción de
lechuga francesa (Lactuca sativa L. var. acephala ) y lechuga romana (Lactuca sativa L. var. longifolia)
en las condiciones climáticas artificiales proporcionadas por invernadero en el ciclo otoño-invierno en
Reynosa, Tamps. El semillero se desarrolló en otoño y la producción en invierno. La producción de
lechuga francesa obtenida fue de 0.55 kg/pieza (23.6 ton/ha/ciclo) y 0.40 kg/pieza (23.6 ton/ha/ciclo)
para la densidad de plantación de 4.3 y 5.9 plantas/m2, respectivamente. La producción de lechuga
romana obtenida fue de 0.55 kg/pieza (32.4 ton/ha/ciclo) con una densidad de plantación de 5.9
plantas/m2. El consumo de agua fue de 13.8 litros/planta correspondiendo un 93.0% de este consumo
a la evotranspiración y el resto a materia seca. El ciclo de cultivo fue de 27 días en el semillero y de 59
días del transplante hasta el fin de la cosecha.
Palabras clave: nft, hidroponia, lechuga.
Abstract
The hydroponic system nutrient film technique (nft) was evaluated for the production of French
lettuce (Lactuca sativa L. var. acephala) and Roman lettuce (Lactuca sativa L. var. longifolia) under
the artificial climatic conditions provided by greenhouse in the cycle autumn-winter in Reynosa,
Tamps. The seed plot was developed in autumn and the production in winter. The French lettuce
production was 0,55 kg/plant (23,6 ton/ha/cycle) and 0,40 kg/plant (23,6 ton/ha/cycle) when the
frame of plantation was 4,3 and 5,9 plant/m2, respectively. The Roman lettuce production was 0,55
kg/plant (32,4 ton/ha/cycle) with a frame of plantation of 5,9 plants/m2. The water consumption was
13,8 liters/plant, corresponding 93.0% of this consumption to evotranspiration and the rest to dry
matter. The crop cycle was 27 days in the nursery and 59 days in the hydroponic system from
transplanting until the harvest finished.
Keywords: nft, hydroponic, lettuce.
Introducción
adecuada alternativa para los productores, ya que tiene
como principal ventaja el más bajo consumo de agua
reportado, esto debido a que el consumo de agua se
limita sólo al requerido para la producción de biomasa y
para la evotranspiración de la planta durante el tiempo
de cultivo. El presente trabajo se realizó en el invernadero del Centro de Biotecnología Genómica del Instituto
Politécnico Nacional en Reynosa, Tamaulipas, donde se
empleó un sistema construido bajo el principio de la
técnica de película de nutrientes evaluando varios cultivos como modelo. En el presente trabajo se muestran
los resultados para la producción de lechuga con este
sistema.
La producción agrícola de riego en el norte del estado
de Tamaulipas se ha visto afectada considerablemente
debido a la sequía que desde hace unos años afecta
todo el norte del país. Ante la falta de agua en esta región del estado, más de 300 000 hectáreas se han destinado a cultivos de temporal. Esto ha llevado a plantear
alternativas que hagan un uso más eficiente del agua,
tanto para continuar con la cultura agrícola tradicional
de esta región como para seguir disponiendo de cultivos que tienen un mercado local importante. Ante esta
situación, el empleo de sistemas hidropónicos es una
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Cuauhtémoc Jaques Hernández y José Luis Hernández M.
Ante la situación de la falta de agua y dadas las extremas
condiciones climáticas imperantes en el norte del estado
de Tamaulipas, es necesario evaluar sistemas de
produccion agrícola que signifiquen alternativas reales
tanto en productividad y calidad de producto como en
ahorro en el consumo de agua por unidad de producto.
De acuerdo a lo anterior, se evaluó la producción de lechuga con el sistema de película de nutrientes, como
una opción de producción para la agricultura de riego
del norte del estado de Tamaulipas
Antecedentes
La lechuga es considerada la hortaliza de hoja por excelencia, dada su alta calidad culinaria como ensalada fresca. Se cultiva en todo el mundo bajo diferentes sistemas
de cultivo, al aire libre y bajo invernadero, en suelo y
también en hidroponia (Carrasco e Izquierdo, 1996).
Taxonomía. La lechuga pertenece a la familia de las compuestas y su nombre botánico es Lactuca sativa (Krarup
y Moreira, 1998 y CONABIO).
Morfología. La lechuga es una hortaliza anual. Su sistema radical, que en general tiene 0.25 m de profundidad,
presenta una raíz primaria pivotante, corta y con ramificaciones. El sistema caulinar se desarrolla en dos fases:
una vegetativa y otra reproductiva. En la fase inicial o
vegetativa la planta presenta un tallo comprimido en el
cual se ubican las hojas muy próximas entre sí, generando el hábito de roseta típico de la familia. La disposición
de las hojas es variable; en algunas formas las hojas se
mantienen desplegadas y abiertas, y en otras, en cierto
momento del desarrollo, las hojas se expresan de tal manera que forman una cabeza o cogollo más o menos consistente y apretado. Cuando la lechuga entra en su fase
reproductiva emite el tallo floral, que alcanza una altura
de hasta 1.2 m. Esta fase se ve acelerada por temperaturas altas y días largos, a pesar que la mayoría de los
cultivares modernos son de fotoperiodo neutro. Las flores de esta planta son autógamas (Carrasco e Izquierdo,
1996 y Krarup y Moreira, 1998).
Requerimientos climáticos. Esta hortaliza es un cultivo
que se adapta mejor a las bajas temperaturas que a las
altas. Las temperaturas óptimas para el crecimiento son
de 18 a 23°C durante el día y de 7 a 15°C durante la
noche, como temperatura máxima se pueden considerar
los 30ºC y como mínima puede soportar temperaturas de
hasta –6ºC. Tiene un requerimiento de agua relativamen-
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te alto, y la humedad relativa para su mejor desarrollo es
de 60 al 80% aunque puede tolerar menos del 60% (Krarup
y Moreira, 1998, infoagro.com, Douglas C.S., 2001 y
Jackson et al. 2000).
Variedades. La lechuga presenta una gran diversidad,
dada principalmente por diferentes tipos de hojas y hábitos de crecimiento de las plantas. Las variedades más
cultivadas son:
• De cabeza, Great Lakes o Batavias (Lactuca sativa
L. var. crispa L).
• Romanas o de cos. (Lactuca sativa L. var. longifolia
(Lam.) Janchen).
• Mantecosas o españolas (Lactuca sativa L. var.
capitata (L.) Janchen).
• De corte u hojas sueltas (Lactuca sativa L. var.
acephala Dill).
Producción. De acuerdo a los datos del anuario estadístico, la producción nacional de lechuga se realizó
mayormente en lugares donde se tiene disponibilidad
de agua para riego, en ese año se produjeron en esta
modalidad, 212 260 000 kg (en 10 409.85 ha) contra 3 632
000 kg (en 251.0 ha) producidas en la modalidad de temporal. El 80% de la producción nacional se produjo en
cinco estados, siendo Puebla el primer productor con
28.1% del total y donde cabe destacar que Tamaulipas
no reportó producción significativa. La producción promedio por hectárea es de 10.1 ton/ha promedio por ciclo
y el precio en el medio rural tiene un promedio de 2.1 $/
kg, aunque la cotización varía significativamente de
acuerdo a la época y la calidad de la producción alcanzando hasta 6 $/kg de acuerdo a los datos en línea del
Sistema Nacional de Información e Integración de Mercados de la Secretaría de Economía (SNIIM-SE).
Hidroponia bajo invernadero. La principal ventaja que
presenta la producción de hortalizas bajo invernadero
es la posibilidad de tener mayor control, tanto de las
condiciones climáticas como del manejo fitosanitario de
los cultivos. La hidroponia o cultivo sin tierra se realiza
básicamente por tres metodologías: en medio líquido, en
sustrato sólido inerte y aeroponia. Entre las ventajas se
destacan: menor consumo de agua por kilogramo de producto y mayor producción por superficie empleada, aunque la inversión inicial requerida para establecer una
unidad de producción bajo este sistema es relativamente alta. En el ámbito comercial los sistemas hidropónicos
más empleados son los que emplean sustratos sólidos inertes. Sin embargo, los problemas de riesgo medioambiental
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que se presentan con la disposición final de los sustratos
agotados y la pérdida tanto de agua como fertilizantes por
lixiviación, han enfocado el interés por los sistemas que
involucran el reciclado de lixiviado y aún más por aquellos
sistemas que no requieren sustrato, tales como el sistema
de la técnica de película de nutrientes (Marins y López,
1998, Papadopoulos 1991, Papadopoulos et al., 1999, y
Bugbee, 1995). Este sistema en la actualidad ya es muy
empleado para estudios de los cultivos bajo hidroponia, así
como para producción comercial a diferentes escalas (Productora Agropecuaria San Miguel. http:/ www.agrosanmiguel.com.mx/, Marins y López, 1998 y Burrange, 1992).
Los elementos requeridos para el desarrollo de las plantas
son incluidos en la solución nutritiva empleada. La solución nutritiva se emplea para mantener el valor de la
conductividad en los valores adecuados para los cultivos
que generalmente son de 0.15 a 0.3 S/m (Papadopoulos
A.P., 1999). El valor de pH recomendado para el cultivo de
lechuga es de 6.0 a 6.5 (Aubert, C., 1997) y generalmente se
recomienda para su control KOH y HNO3 o HB3 PO4, ya
que éstos aportan nutrientes al mismo tiempo que reducen
el pH.
Material y métodos
El presente trabajo se realizó en Reynosa, Tamps., en el
invernadero del Centro de Biotecnología Genómica del
Instituto Politécnico Nacional.
El agua cruda o de reposición empleada durante el cultivo tuvo un pH de 7.76 y una composición de 0.05976 kg/
m3 de Ca+, 0.1131 kg/m3 de bicarbonatos como CaCO3,
0.01752 kg/m3 de mg+2 y sólidos totales de 0.649 kg/m3,
los cuales daban una CE 0.112 S/m.
Semillero. Se empleó semilla de la marca Germinal
(México, DF) para las dos variedades de lechuga evaluadas, las cuales fueron: lechuga francesa (Lactuca
sativa L. var. acephala ) y lechuga romana
(Lactuca sativa L. var. longifolia). La siembra de la
semilla de lechuga francesa y romana se realizó en el
sistema de germinación Rootcube Growing Medium
de Smithers Kent, Ohaio U.S.A. (Kent, OH) de acuerdo al protocolo descrito en su boletín técnico. Para
reforzar el desarrollo de la raíz en el semillero se hizo
una aplicación de enraizador con base en auxinas,
ácido fúlvico y fósforo de Palau-Bioquim, S.A. de C.V.
(Saltillo, Coah.). El transplante se realizó cuando las plantas tenían bien desarrolladas las primeras cinco hojas
verdaderas, lo que sucedió a los 27 días de la siembra.
Se agregó al semillero, solución nutritiva con una
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conductividad eléctrica (CE) de 0.15 S/m a partir del
doceavo día y hasta el transplante.
Sistema hidropónico. Se empleó un sistema de película
de nutrientes que consiste en módulos de dos «estructuras» cada uno con tres tubos de PVC sanitario de 0.152
m de diámetro por 6 m de largo, con 0.250 m de separación entre tubos y 0.8 m entre «estructuras», montados
sobre bases de madera, a una altura de 0.7 m sobre el
piso y con una pendiente aproximadamente de 1° sobre
la horizontal. Se empleó un módulo con un rack donde
los ductos cuentan con orificios de 0.04 m de diámetro
por 0.25 m de separación y otro rack con orificios del
mismo diámetro pero con una separación de 0.35 m. De
esta manera las dos variedades de lechuga se cultivaron
bajo dos densidades de plantación (4.3 y 5.9 plantas/
m2). Los tubos que contienen las plantas son alimentados de solución nutritiva por un tanque elevado a razón
de 1.66 x10-5 a 3.33 x10-5 m3/s. La solución nutritiva se
colecta en un tanque a nivel del piso y con una bomba se
alimenta el tanque elevado cerrando así el circuito. La
bomba opera sobre la base de los niveles de los tanques.
El agua, los nutrientes y las soluciones para el control
del pH se suministran de forma manual en el tanque horizontal.
Solución nutritiva. Se emplearon dos soluciones nutritivas por separado previamente disueltas en agua.
La solución A formulada con 50 g/l de nitrato de calcio
y la solución B, formulada con 80 g/l de nitrato de
potasio, 40 g/l de sulfato de potasio, 60 g/l de sulfato
de magnesio, 0.6 g/l de nitrato de amonio, 3 g/l de EDTA,
0.4 g/l de sulfato de manganeso, 0.2 g/l de ácido
bórico, 0.08 g/l de sulfato de cobre, 0.04 g/l de sulfato
de zinc y 0.01 g/l de molibdato de amonio.
Parámetros del cultivo. La soluciones nutritivas A y B
fueron alimentadas en volúmenes iguales de acuerdo al
valor de la conductividad eléctrica en el agua de
recirculación, la cual fue controlada entre 0.21 y 0.25 S/
m. El consumo de solución nutritiva (A y B) y agua se
midió por reposición de las soluciones para mantener la
CE indicada y por reposición del volumen consumido de
los tanques de almacén, respectivamente. El pH en el
agua de recirculación durante el ciclo se fijó de 6.0
a 6.5 y se controló empleando KOH y HNO 3 cuando fue necesario. El pH y la conductividad eléctrica fueron monitoreados con medidores de pH y
conductividad marca Oakton Instruments (Vernon
Hill, IL). La temperatura en el invernadero fue
monitoreada con un registrador de datos marca
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Cuauhtémoc Jaques Hernández y José Luis Hernández M.
Dickson (Addison, IL.). Siete días después del
transplante se aplicó fertilizante foliar con base en
extracto de algas marinas de Palau-Bioquim, S.A.
de C.V. (Saltillo, Coah), para reforzar el desarrollo de
la planta.
Se realizó un análisis de varianza para determinar
la diferencia estadística entre los tubos del sistema hidropónico, entre las dos densidades de plantación y entre las dos variedades de lechuga.
Peso del producto. La planta se dejó desarrollar hasta floración. La cosecha de hoja se inició a los 49 días
del transplante y se prolongó por 10 días, después se
dejó que la planta floreciera para conocer el ciclo del
cultivo completo. Se obtuvo el peso de la hoja de
todas las piezas, así como el peso del tallo, raíz y
panoja de plantas seleccionadas al azar.
Resultados y discusión
Diseño y análisis estadístico. Se evaluaron dos
cultivares de lechuga y dos densidades de plantación
con 48 repeticiones en un diseño de bloques al azar.
El ciclo de cultivo completo fue de 27 días en semillero, 49 días en crecimiento y 10 días de cosecha
(Fig. 1). Sólo 59 días del ciclo se requirieron en el
sistema hidropónico en ambas variedades de lechuga.
La temperatura en el invernadero fue adecuada para
el desarrollo de este cultivo, sólo se presentaron
incrementos puntuales por arriba de los 30°C. La
temperatura eventual promedio fue de 23°C, considerada adecuada para el desarrollo de la lechuga.
CRONOGRAMA DEL CULTIVO HIDROPÓNICO
DE LECHUGA DE CORTE (FRANCESA)
PRIMEROS
CORTES
TERMINA
COSECHA
TRANSPLANTE
SEMILLERO
1
3
6 12
CRECIMIENTO
27
COSECHA FLOR
76
86
115
Figura 1. Tiempo del ciclo de cultivo de lechuga desde siembra hasta flor. Sólo las etapas de
crecimiento, cosecha e inflorescencia se llevaron a cabo en el sistema hidropónico.
En el cuadro 1 se muestran los resultados obtenidos del
peso de producto. Aquí se observa, para lechuga
francesa, una reducción del peso por pieza y de la
producción estimada por hectárea cuando se tuvo una
densidad de plantación con mayor número de plantas
por m2.
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Cuadro 1. Producción de lechuga en hidroponia, en la
que se muestra el efecto de la densidad de plantación
sobre el peso individual, además del consumo de agua
para el desarrollo.
Lechuga
Francesa
Francesa
Romana
Densidad
plantas/m2
4.3
5.9
4.3 y 5.9
Producción
kg/pz
ton/ha
0.55
23.6
0.40
23.6
0.55
32.4
Agua*
l/planta
13.8
13.8
13.8
*Agua consumida en el ciclo por planta.
De acuerdo al análisis estadístico (cuadro 2) no se encontró diferencia significativa entre los ductos, sin embargo sí existe diferencia significativa entre las densidades de plantación y las dos variedades empleadas. Los
resultados obtenidos de 23 ton/ha muestran un incre-
mento significativo de más del 100% en comparación a
las 10 ton/ha obtenidas de manera convencional en suelo de acuerdo al Anuario Estadístico de la Producción
Agrícola 1999.
Cuadro 2. Análisis de varianza para comparación entre
ductos, densidades y cultivares.
Comparación
FBcalc FB0.05
HBO
Entre ductos del mismo rack
0.65 < 3.21 Se acepta
Entre densidad de plantación
11.01 > 3.99 Se rechaza
Entre cultivares
12.65 > 4.16 Se rechaza
HB
OB{=} No diferencia entre tratamientos
Se comprobó que el sistema hidropónico es una buena alternativa para el cultivo de lechuga en suelo para
otoño-invierno, tanto por el volumen de producción
como por el menor requerimiento de agua para el cultivo. De acuerdo a la tecnología del cultivo se pueden
tener al menos tres ciclos en la temporada de baja
temperatura en el norte de Tamaulipas. Esto significa,
de acuerdo con los datos obtenidos de 23.6 ton/ha/
ciclo que se pueden producir hasta 70 ton de lechuga
por hectárea en tres ciclos en el periodo comprendido
de octubre a marzo cuando las temperaturas medias
en el invernadero son menores a los 25ºC. Sin embargo, para el periodo de abril a septiembre se debe tener
en cuenta la característica de poca tolerancia al calor
de esta hortaliza y en consecuencia cultivar hortalizas con mayor tolerancia a altas temperaturas como
tomate y berenjena.
El consumo de agua por planta fue de 0.0138 m3AGUA
(13.8/planta) contra los 0.121 m3AGUA/planta (121/planta)
requeridos por los sistemas de riego tradicionales. El
consumo de agua observado significa que se requirieron 32.4 lAGUA /kgLECHUGA, lo que equivale a 445 g AGUA / g
, teniendo en cuenta que la lechuga está consMATERIA SECA
tituida por 96% de agua y 4% de materia seca.
Conclusiones
Al obtener 23.6 ton/ha de lechuga francesa y 32.4
ton/ha de lechuga romana, los resultados obtenidos
son satisfactorios pues se logró incrementar en
más del 100% la producción de lechuga reportada
en suelo (10 ton/ha). Es necesario mencionar que en
suelo la densidad de plantación es inferior (2.5 plantas/m2) al empleado en el sistema hidropónico de esta
evaluación (4.3 plantas/m2), ya que en suelo la distancia entre surcos o fila suele hacer la diferencia entre
el suelo y el sistema hidropónico, que aunque éste
requiere mayor inversión inicial, optimiza el empleo
de la superficie.
Queda en perspectiva evaluar la calidad del producto
obtenido con respecto a la calidad existente en el
mercado, así como el efecto que ésta tiene en los costos y el mercadeo del producto así como otros sistemas con una mayor densidad de cultivo. En la litera-
15
Cuauhtémoc Jaques Hernández y José Luis Hernández M.
tura se reportan otros tipos de sistemas hidropónicos
variantes de la película de nutrientes que son más
adecuados para la producción de lechuga, tales como
el sistema de raíz flotante (Controlled Environment
Agriculture. Department of Biological and
Environment). Estos sistemas tienen la ventaja de
poder incrementar el número de plantas por metro
cuadrado y en consecuencia la producción por hectárea, sin afectar la calidad del producto.
Douglas C. Sanders, 2001. Lettuce production. North
Carolina Cooperative Extention Service, NC State
University, Horticulture Information Leaflet,11:1-2.
Jackson, L.; Mayberr, K.; Laemmlen, F.; Koike, S.,
Schulbach, K. and Chaney, W., 2000. Publication 7215.
Iceberg Lettuce Production in California. University
of California, Vegetable Research and Information
Center.
———, 2000. Publication 7216. Leaf Lettuce
Production in California. University of California,
Vegetable Research and Information Center.
Literatura citada
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Krarup, C. e I. Morera, 1998. Hortalizas de estación
fría. Biología y diversidad cultural. P. Universidad
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sw_educ/ hort0498
Aubert, C., 1997. El huerto biológico. Integral Ediciones. pp. 191-192.
Bugbee, B., 1995. Nutrient Management in Hydroponic
culture. Proceedings of the Hydroponics Society of
America. El Cerrito, CA. P 15-30.
Marins Peil, R. y López Gálvez, J., 1998. La técnica de
la lámina de nutrientes en el sudeste español. Publicaciones del Comité Español de Plásticos en
Acuacultura http://www.cepla.com/1.html
Burrange, S.W., 1999. Nutrient film cultivation. Soil &
soilless media under protected cultivation 323. Acta
Horticulturae, pp. 23-38.
Papadopoulos, A. P., 1991. Growing greenhouse
tomatoes in soil and in soilless media. Agriculture
and Agri-Food Canada Publication 1865E. 79 pp.
Carrasco, Gilda e Izquierdo, Juan, 1996. Manual técnico. La empresa hidropónica de mediana escala:
la técnica de la solución nutritiva recirculante
(«nft»). Oficina Regional de la FAO para América Latina y el Caribe y Universidad de Talca.
Papadopoulos, A.P., Pararajasingham, S. and X. Hao,
1999. Fertilizer substitutions in hydroponically grown
greenhose tomatoes. Hort Technology, 9(1):59-65.
Info-Agro Productora Agropecuaria San Miguel.
http://www.agrosanmiguel.com.mx/compa.htm
Comisión Nacional para el conocimiento (CONABIO).
Sistema integrado de información taxonómica (SIIT).
http://siit.conabio.gob. mx
Toda la Agricultura en Internet. El cultivo de la lechuga. http://www.info-agro.com/hortalizas/lechuga.asp.
Departament of Biological and Enviroment Eng;
Cornell U.Controlle Environment Agriculture. Web:
h t t p : / / w w w. b e e . c o r n e l l . e d u / e x t e n s i o n /
CEAindex_research.htm
Sistema Nacional de Información e Integración de
Mercados (SNIIM), Secretaría de Economía (SE).
http://www.se-cofi-sniim.gob.mx/nuevo/in-dex.html
Recibido:20 septiembre 04. Aceptado:07 diciembre 04.
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