Carlos Chuquillanqui , Jorge Tenorio y L. F. Salazar Introducción

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
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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.
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Centro Internacional de la Papa (CIP)
Director Científico Agdia Inc.
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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
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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.
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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).
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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
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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
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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
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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.
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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
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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.
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