Source material

Plantas en acuapónica

1. Biología vegetal básica

   Original publication 2014 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   

   En esta sección se comenta brevemente sobre las principales partes de la planta y luego se discute la nutrición vegetal (Figura 6.3). El debate adicional está fuera del alcance de esta publicación, pero se puede encontrar más información en la sección sobre Lectura adicional.

   Anatomía básica de las plantas y función

   Raíces

   Las raíces absorben el agua y los minerales del suelo. Pequeños pelos de raíz sobresalen de la raíz, ayudando al proceso de absorción. Las raíces ayudan a anclar la planta en el suelo, evitando que se caiga. Las raíces también almacenan alimentos adicionales para uso futuro. Las raíces en el cultivo sin suelo muestran diferencias interesantes con respecto a las plantas estándar en tierra. En el cultivo sin suelo, el agua y los nutrientes se suministran constantemente a las plantas, que se facilitan en su búsqueda de nutrientes y pueden crecer más rápido. El crecimiento radicular en hidroponía puede ser significativo para la absorción intensa y la entrega óptima de fósforo que estimula su crecimiento. Vale la pena señalar que las raíces retienen casi el 90 por ciento de los metales absorbidos por las plantas, que incluyen hierro, zinc y otros micronutrientes útiles.

   Tallos

   Los tallos son la principal estructura de soporte de la planta. También actúan como sistema de fontanería de la planta, llevando agua y nutrientes desde las raíces hasta otras partes de la planta, mientras que también transportan alimentos de las hojas a otras áreas. Los tallos pueden ser herbáceos, como el tallo flexible de una margarita, o leñosos, como el tronco de un roble.

   Hojas

   La mayor parte de la comida en una planta se produce en las hojas. Las hojas están diseñadas para capturar la luz solar, que la planta utiliza para producir alimentos a través de un proceso llamado fotosíntesis. Las hojas también son importantes para la transpiración del agua.

   Flores

   Las flores son la parte reproductiva de la mayoría de las plantas. Las flores contienen polen y pequeños huevos llamados óvulos. Después de la polinización de la flor y la fertilización del óvulo, el óvulo se convierte en una fruta. En técnicas sin suelo, la pronta entrega de potasio antes de la floración puede ayudar a las plantas a tener mejores ajustes frutales.

   Fruta/semillas

   Las frutas son partes desarrolladas de ovarios de flores que contienen semillas. Las frutas incluyen manzanas, limones y granadas, pero también incluyen tomates, berenjenas, granos de maíz y pepinos. Estos últimos son considerados frutos en un sentido botánico porque contienen semillas, aunque en una definición culinaria a menudo se les conoce como vegetales. Las semillas son las estructuras reproductivas de las plantas, y los frutos sirven para ayudar a diseminar estas semillas. Las plantas fructíferas tienen diferentes requerimientos de nutrientes que las verduras verdes de hoja, especialmente requieren más potasio y fósforo.

   Fotosíntesis

   

   Todas las plantas verdes están diseñadas para generar su propio alimento mediante el proceso de fotosíntesis (Figura 6.4). La fotosíntesis requiere oxígeno, dióxido de carbono, agua y luz. Dentro de la planta hay pequeños organelos llamados cloroplastos que contienen clorofila, una enzima que utiliza la energía de la luz solar para separar el dióxido de carbono atmosférico (CO2) y crear moléculas de azúcar de alta energía como la glucosa. Esencial para este proceso es el agua (H2O). Este proceso libera oxígeno (O2), y es históricamente responsable de todo el oxígeno en la atmósfera. Una vez creadas, las moléculas de azúcar se transportan por toda la planta y se utilizan posteriormente para todos los procesos fisiológicos como el crecimiento, la reproducción y el metabolismo. Por la noche, las plantas usan estos mismos azúcares, así como oxígeno, para generar la energía necesaria para el crecimiento. Este proceso se llama respiración.

   Es vital ubicar una unidad acuapónica en un lugar donde cada planta tenga acceso a la luz solar. Esto garantiza una energía adecuada para la fotosíntesis. El agua siempre debe estar disponible para las raíces a través del sistema. El dióxido de carbono está disponible libremente en la atmósfera, aunque en un cultivo interior muy intensivo es posible que las plantas utilicen todo el dióxido de carbono en el área cerrada y requieran ventilación.

   Requisitos de nutrientes

   Además de estos requisitos básicos para la fotosíntesis, las plantas necesitan una serie de nutrientes, también conocidos como sales inorgánicas. Estos nutrientes son necesarios para las enzimas que facilitan la fotosíntesis, para el crecimiento y la reproducción. Estos nutrientes pueden obtenerse del suelo. Sin embargo, en ausencia de suelo, estos nutrientes deben suministrarse de otra manera. En acuapónica, todos estos nutrientes esenciales provienen de los residuos de pescado.

   Existen dos categorías principales de nutrientes: los macronutrientes y los micronutrientes. Ambos tipos de nutrientes son esenciales para las plantas, pero en cantidades diferentes. Se necesitan cantidades mucho mayores de los seis macronutrientes en comparación con los micronutrientes, que sólo se necesitan en cantidades traza. Aunque todos estos nutrientes existen en los residuos sólidos de pescado, algunos nutrientes pueden ser limitados en cantidad en acuapónica y dar lugar a deficiencias, por ejemplo, potasio, calcio y hierro. Una comprensión básica de la función de cada nutriente es importante para apreciar cómo afectan el crecimiento de las plantas. Si se producen deficiencias de nutrientes, es importante identificar qué elemento está ausente o falta en el sistema y ajustar el sistema en consecuencia añadiendo fertilizante suplementario o aumentando la mineralización.

   Macronutrientes

   Hay seis nutrientes que las plantas necesitan en cantidades relativamente grandes. Estos nutrientes son nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y azufre. La siguiente discusión describe la función de estos macronutrientes dentro de la planta. Los síntomas de las deficiencias también se enumeran para ayudar a identificar los problemas.

   **El nitrógeno (N) ** es la base de todas las proteínas. Es esencial para la construcción de estructuras, la fotosíntesis, el crecimiento celular, los procesos metabólicos y la producción de clorofila. Como tal, el nitrógeno es el elemento más común en una planta después del carbono y el oxígeno, ambos de los cuales se obtienen del aire. Por lo tanto, el nitrógeno es el elemento clave de la solución nutritiva acuapónica y sirve como indicador proxy fácil de medir para otros nutrientes. Por lo general, el nitrógeno disuelto es en forma de nitrato, pero las plantas pueden utilizar cantidades moderadas de amoníaco e incluso aminoácidos libres para permitir su crecimiento. Las deficiencias de nitrógeno son obvias e incluyen coloración amarillenta de las hojas más viejas, tallos delgados y poco vigor (Figura 6.5a). El nitrógeno se puede reasignar dentro de los tejidos vegetales y, por lo tanto, se moviliza de las hojas más viejas y se entrega a un nuevo crecimiento, por lo que se observan deficiencias en el crecimiento más antiguo. Una sobreabundancia de nitrógeno puede causar un crecimiento vegetativo excesivo, resultando en plantas exuberantes y blandas susceptibles a enfermedades y daños a insectos, además de causar dificultades en las flores y los frutos.

   **El fósforo (P) ** es utilizado por las plantas como la columna vertebral del ADN (ácido desoxirribonucleico), como un componente estructural de las membranas fosfolípidas y como trifosfato de adenosina (el componente para almacenar energía en las células). Es esencial para la fotosíntesis, así como para la formación de aceites y azúcares. Fomenta la germinación y el desarrollo de raíces en plántulas. Las deficiencias de fósforo suelen causar un mal desarrollo de las raíces porque la energía no puede transportarse adecuadamente a través de la planta; las hojas más viejas aparecen de color verde opaco o incluso de color morado, y las puntas de las hojas parecen quemadas.

   **Potasio (K) ** se utiliza para la señalización celular a través de un flujo iónico controlado a través de membranas. El potasio también controla la apertura estomática, y está involucrado en la flor y el set de frutas. Participa en la producción y transporte de azúcares, absorción de agua, resistencia a enfermedades y maduración de frutos. La deficiencia de potasio se manifiesta como manchas quemadas en hojas viejas y poco vigor y turgencia de la planta (Figura 6.5b). Sin potasio, las flores y las frutas no se desarrollarán correctamente. La clorosis interveinal, o coloración amarillenta entre las venas de las hojas, se puede ver en los márgenes.

   **Calcio (Ca) ** se utiliza como un componente estructural tanto de las paredes celulares como de las membranas celulares. Está involucrado en el fortalecimiento de los tallos y contribuye al desarrollo de las raíces. Las deficiencias son comunes en hidroponía y siempre son evidentes en el crecimiento más reciente porque el calcio es inmóvil dentro de la planta. La quemadura de la punta de las lechugas y la pudrición del final de la flor de los tomates y el calabacín son ejemplos de deficiencia. A menudo, las hojas nuevas se distorsionan con puntas enganchadas y formas irregulares. El calcio solo puede transportarse a través de la transpiración activa del xilema, por lo que cuando las condiciones son demasiado húmedas, el calcio puede estar disponible pero bloqueado porque las plantas no están transpirando. Aumentar el flujo de aire con respiraderos o ventiladores puede evitar este problema. La adición de arena de coral o carbonato de calcio se puede utilizar para complementar el calcio en acuapónica con el beneficio añadido de amortiguar el pH.

   **El magnesio (Mg) ** es el receptor central de electrones en moléculas de clorofila y es un elemento clave en la fotosíntesis. Las deficiencias se pueden ver como coloración amarillenta de las hojas entre las venas, especialmente en las partes más antiguas de la planta. Aunque la concentración de magnesio es a veces baja en acuapónica, no parece ser un nutriente limitante, y la adición de magnesio al sistema es generalmente innecesaria.

   **El azufre (S) ** es esencial para la producción de algunas proteínas, incluyendo la clorofila y otras enzimas fotosintéticas. Los aminoácidos metionina y cisteína contienen azufre, lo que contribuye a la estructura terciaria de algunas proteínas. Las deficiencias son raras, pero incluyen coloración amarillenta general de todo el follaje en un nuevo crecimiento (Figura 6.5c). Las hojas pueden volverse amarillas, rígidas y quebradizas, y caerse.

   Micronutrientes

   A continuación se muestra una lista de nutrientes que solo se necesitan en cantidades traza. La mayoría de las deficiencias de micronutrientes implican coloración amarillenta de las hojas (como hierro, manganeso, molibdeno y zinc). Sin embargo, las deficiencias de cobre hacen que las hojas se oscurezcan su color verde.

   **El hierro (Fe) ** se utiliza en cloroplastos y en la cadena de transporte de electrones, y es crítico para una fotosíntesis adecuada. Las deficiencias se ven como coloración amarillenta intervencionista, seguida de todo el follaje que se vuelve amarillo pálido (clorotico) y eventualmente blanco con parches necróticos y márgenes foliares distorsionados. Como el hierro es un elemento no móvil, las deficiencias de hierro (Figura 6.5d) se identifican fácilmente si las hojas nuevas aparecen cloroticas. El hierro debe añadirse como hierro quelado, también conocido como hierro secuestrado o feiedTA, porque el hierro es apto para precipitar a un pH superior a 7. La adición sugerida es de 5 mililitros por 1 m2 de lecho de cultivo siempre que se sospeche que hay deficiencias; una cantidad mayor no daña el sistema, pero puede causar decoloración de tanques y tuberías. Se ha sugerido que las bombas sumergidas de accionamiento magnético pueden secuestrar hierro y es objeto de investigación actual.

   **El manganeso (Mg) ** se utiliza para catalizar la división del agua durante la fotosíntesis, y como tal, el manganeso es importante para todo el sistema de fotosíntesis. Las deficiencias se manifiestan como tasas de crecimiento reducidas, una apariencia gris opaca y coloración amarillenta intervenosa entre las venas que permanecen verdes, seguida de necrosis. Los síntomas son similares a las deficiencias de hierro e incluyen clorosis. La absorción de manganeso es muy pobre con pH superior a 8.

   **Boro (B) ** se utiliza como una especie de catalizador molecular, especialmente involucrado en polisacáridos estructurales y glicoproteínas, transporte de carbohidratos y regulación de algunas vías metabólicas en plantas. También participa en la reproducción y la captación de agua por las células. Las deficiencias pueden verse como el desarrollo incompleto de los brotes y el conjunto de flores, la interrupción del crecimiento y la necrosis de la punta, y la necrosis del tallo y la raíz.

   **Zinc (Zn) ** es utilizado por las enzimas y también en la clorofila, afectando el tamaño general de la planta, el crecimiento y la maduración. Las deficiencias pueden observarse como poco vigor, retraso en el crecimiento con menor longitud internodal y tamaño foliar, y clorosis intravenosa que puede confundirse con otras deficiencias.

   **Cobre (Cu) ** es utilizado por algunas enzimas, especialmente en la reproducción. También ayuda a fortalecer los tallos. Las deficiencias pueden incluir clorosis y puntas de hojas de color marrón o naranja, reducción del crecimiento de frutos y necrosis. A veces, la deficiencia de cobre se muestra como un crecimiento anormalmente verde oscuro.

   **Molibdeno (Mo) ** es utilizado por las plantas para catalizar reacciones redox con diferentes formas de nitrógeno. Sin molibdeno suficiente, las plantas pueden mostrar síntomas de deficiencia de nitrógeno aunque el nitrógeno está presente. El molibdeno no está biológicamente disponible a un pH inferior a 5.

   El diagrama no está disponible en esta copia migrada; consulte la edición original.

   La disponibilidad de muchos de estos nutrientes depende del pH (ver sección 6.4 para la disponibilidad dependiente del pH), y aunque los nutrientes pueden estar presentes, pueden ser inutilizables debido a la calidad del agua. Para más detalles sobre las deficiencias de nutrientes fuera del ámbito de esta publicación, consulte la sección de Lectura adicional para obtener guías de identificación ilustradas.

   Fuentes acuapónicas de nutrientes

   El nitrógeno se suministra a las plantas acuapónicas principalmente en forma de nitrato, convertido a partir del amoníaco de los residuos de pescado a través de la nitrificación bacteriana. Algunos de los otros nutrientes se disuelven en el agua de los residuos de peces, pero la mayoría permanecen en un estado sólido que no está disponible para las plantas. Los residuos sólidos de peces se descomponen por bacterias heterotróficas; esta acción libera los nutrientes esenciales en el agua. La mejor manera de garantizar que las plantas no sufran deficiencias es mantener el pH óptimo del agua (6-7) y alimentar a los peces una dieta equilibrada y completa, y utilizar la relación de velocidad de alimentación para equilibrar la cantidad de alimento de los peces a las plantas. Sin embargo, con el tiempo, incluso un sistema aquapónico que está perfectamente equilibrado puede llegar a ser deficiente en ciertos nutrientes, la mayoría de las veces hierro potasio o calcio.

   Las deficiencias en estos nutrientes son el resultado de la composición del alimento para peces. Los gránulos de piensos para peces (discutidos en el capítulo 7) son un alimento completo para los peces, lo que significa que proporcionan todo lo que un pez necesita para crecer, pero no necesariamente todo lo necesario para el crecimiento de las plantas. Los peces simplemente no necesitan las mismas cantidades de hierro, potasio y calcio que las plantas requieren. Como tal, pueden ocurrir deficiencias en estos nutrientes. Esto puede ser problemático para la producción de la planta, pero hay soluciones disponibles para garantizar cantidades adecuadas de estos tres elementos.

   En general, el hierro se añade regularmente como hierro quelado en el sistema aquapónico para alcanzar concentraciones de aproximadamente 2 mg/l. El calcio y el potasio se agregan al amortiguar el agua para el pH correcto, ya que la nitrificación es un proceso acidificante. Estos se añaden como hidróxido de calcio o hidróxido de potasio, o como carbonato de calcio y carbonato de potasio (véase el capítulo 3 para más detalles). La elección del tampón se puede elegir en función del tipo de planta que se cultiva, ya que las verduras de hoja pueden necesitar más calcio y fructificar las plantas más potasio. Además, el Capítulo 9 analiza cómo producir fertilizantes orgánicos simples a partir de compost para utilizarlos como suplementos a los residuos de pescado, asegurando que las plantas estén siempre recibiendo la cantidad correcta de nutrientes.

   *Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus y Alessandro Lovatelli, Small scale aquaponic food production, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproducido con permiso. *

2. Principales diferencias entre el suelo y la producción de cultivos sin suelo

   Original publication 2014 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Hay muchas similitudes entre la agricultura basada en el suelo y la menor producción del suelo, mientras que la biología vegetal básica es siempre la misma (Figuras 6.1 y 6.2). Sin embargo, vale la pena investigar las principales diferencias entre la producción de suelo y la producción sin suelo (cuadro 6.1) para cerrar la brecha entre las prácticas tradicionales en tierra y las técnicas más nuevas sin suelo. En general, las diferencias se encuentran entre el uso de fertilizantes y el consumo de agua, la capacidad de utilizar tierras no cultivables y la productividad general. Además, la agricultura sin suelo suele ser menos intensiva en mano de obra. Por último, las técnicas sin suelo apoyan los monocultivos mejor que la agricultura en tierra.

   

   Fertilizante

   La química del suelo, especialmente en relación con la disponibilidad de nutrientes y la dinámica de los fertilizantes, es una disciplina completa y bastante compleja. Se requiere la adición de fertilizantes para el cultivo intensivo en tierra. Sin embargo, los agricultores no pueden controlar completamente la entrega de estos nutrientes a las plantas debido a los complejos procesos que ocurren en el suelo, incluidas las interacciones bióticas y abióticas. La suma de estas interacciones determina la disponibilidad de los nutrientes a las raíces de las plantas. Por el contrario, en el cultivo sin suelo, los nutrientes se disuelven en una solución que se entrega directamente a las plantas y se puede adaptar específicamente a las necesidades de las plantas. Las plantas en cultivo sin suelo crecen en medios inertes contenidos. Estos medios no interfieren con la entrega de nutrientes, que pueden ocurrir en el suelo. Además, los medios soportan físicamente las plantas y mantienen las raíces húmedas y aireadas. Además, con la agricultura en tierra, algunos de los fertilizantes pueden perderse a causa de las malas hierbas y la escorrentía, lo que puede disminuir la eficiencia a la vez que causa problemas ambientales. El fertilizante es caro y puede representar una gran parte del presupuesto para la agricultura en tierra.

   El manejo personalizado de fertilizantes en la agricultura sin suelo tiene dos ventajas principales. En primer lugar, el fertilizante mínimo se pierde en procesos químicos, biológicos o físicos. Estas pérdidas disminuyen la eficiencia y pueden aumentar el costo. En segundo lugar, las concentraciones de nutrientes pueden controlarse y ajustarse con precisión de acuerdo con las necesidades de las plantas en etapas de crecimiento específicas. Este mayor control puede mejorar la productividad y mejorar la calidad de los productos.

   Uso del agua

   El uso del agua en hidropónica y acuapónica es mucho menor que en la producción de suelo. El agua se pierde de la agricultura en tierra a través de la evaporación de la superficie, la transpiración a través de las hojas, la percolación en el subsuelo, la escorrentía y el crecimiento de las malas hierbas. Sin embargo, en el cultivo sin suelo, el único uso del agua es a través del crecimiento del cultivo y la transpiración a través de las hojas. El agua utilizada es el mínimo absoluto necesario para cultivar las plantas, y sólo una cantidad insignificante de agua se pierde por evaporación de los medios sin suelo. En general, la acuapónica utiliza sólo alrededor del 10 por ciento del agua necesaria para cultivar la misma planta en el suelo. Por lo tanto, el cultivo sin suelo tiene un gran potencial para permitir la producción donde el agua es escasa o costosa.

   Utilización de tierras no cultivables

   Debido a que no se necesita suelo, se pueden utilizar métodos de cultivo sin suelo en zonas con tierras no cultivables. Un lugar común para la acuapónica es en las zonas urbanas y periurbanas que no pueden apoyar la agricultura tradicional del suelo. La acuapónica se puede utilizar en la planta baja, en sótanos (usando luces de cultivo) o en tejados. La agricultura urbana también puede reducir la huella de producción porque las necesidades de transporte se reducen considerablemente; la agricultura urbana es la agricultura local y contribuye a la economía local y a la seguridad alimentaria local. Otra aplicación importante para la acuapónica es en otras zonas en las que no se puede emplear la agricultura tradicional, como en zonas extremadamente secas (por ejemplo, desiertos y otros climas áridos), donde el suelo tiene alta salinidad (por ejemplo, zonas costeras y estuarias o islas de arena de coral), donde la calidad del suelo ha sido degradados por el uso excesivo de fertilizantes o perdidos a causa de la erosión o la minería, o en general cuando no se dispone de tierras cultivables debido a la tenencia, los costos de compra y los derechos sobre la tierra. A nivel mundial, la tierra cultivable apta para la agricultura está disminuyendo, y la acuapónica es un método que permite a las personas cultivar intensamente alimentos donde la agricultura en tierra es difícil o imposible.

   Productividad y rendimiento

   El cultivo hidropónico más intensivo puede lograr un rendimiento entre un 20 y un 25 por ciento más alto que el cultivo basado en el suelo más intensivo, aunque los datos redondeados por expertos hidropónicos afirman que la productividad es de 2 a 5 veces mayor. Esto es cuando el cultivo hidropónico utiliza un manejo exhaustivo de invernadero, incluyendo insumos costosos para esterilizar y fertilizar las plantas. Incluso sin los costosos insumos, las técnicas acuapónicas descritas en esta publicación pueden igualar los rendimientos hidropónicos y ser más productivas que el suelo. La razón principal es el hecho de que el cultivo sin suelo permite al agricultor monitorear, mantener y ajustar las condiciones de cultivo de las plantas, asegurando un equilibrio óptimo de nutrientes en tiempo real, suministro de agua, pH y temperatura. Además, en el cultivo sin suelo, no hay competencia con las malas hierbas y las plantas se benefician de un mayor control de plagas y enfermedades.

   Reducción de la carga de trabajo

   El cultivo sin suelo no requiere arado, labrado, acolchado o deshierbe. En las grandes explotaciones agrícolas, esto equivale a una menor dependencia de la maquinaria agrícola y el uso de combustibles fósiles. En la agricultura a pequeña escala, esto equivale a un ejercicio más fácil y menos intensivo en mano de obra para el agricultor, especialmente porque la mayoría de las unidades acuapónicas se levantan del suelo, lo que evita agacharse. La cosecha es también un procedimiento simple en comparación con la agricultura basada en el suelo, y los productos no necesitan una limpieza extensa para eliminar la contaminación del suelo. Aquaponics es adecuado para cualquier género y muchas clases de edad y niveles de habilidad de las personas.

   Monocultivo sostenible

   Con el cultivo sin suelo, es totalmente posible cultivar los mismos cultivos en monocultivo, año tras año. Los monocultivos en tierra son más difíciles porque el suelo se «cansa», pierde fertilidad y aumentan las plagas y enfermedades. En el cultivo sin suelo, simplemente no hay suelo para perder fertilidad o mostrar cansancio, y se controlan todos los factores bióticos y abióticos que impiden el monocultivo. Sin embargo, todos los monocultivos requieren un mayor grado de atención a las epidemias de control en comparación con el policultivo.

   Mayor complicación y alta inversión inicial

   La mano de obra necesaria para la puesta en marcha y la instalación iniciales, así como el coste, pueden disuadir a los agricultores de adoptar una cultura sin suelo. La acuapónica también es más costosa que la hidropónica porque las unidades de producción de la planta necesitan ser apoyadas por instalaciones acuícolas. La acuapónica es un sistema bastante complejo y requiere el manejo diario de tres grupos de organismos. Si falla alguna parte del sistema, todo el sistema puede colapsar. Además, la acuapónica requiere electricidad confiable. En general, la acuapónica es mucho más complicada que la jardinería basada en el suelo. Una vez que las personas están familiarizadas con el proceso, la acuapónica se vuelve muy simple y la gestión diaria se vuelve más fácil. Hay una curva de aprendizaje, como ocurre con muchas nuevas tecnologías, y cualquier nuevo agricultor acuapónico necesita dedicarse a aprender. La acuapónica no es apropiada para todas las situaciones, y los beneficios deben sopesarse frente a los costos antes de embarcarse en cualquier nueva empresa.

   TABLA DE ##### 6.1

   Tabla de resumen que compara la producción de plantas basadas en el suelo y sin suelo

   *Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus y Alessandro Lovatelli, Small scale aquaponic food production, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproducido con permiso. *

3. Sanidad vegetal, control de plagas y enfermedades

   Original publication 2014 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   

   La sanidad vegetal tiene un significado amplio que va mucho más allá de la ausencia de enfermedades; es el estado general de bienestar lo que permite a una planta alcanzar todo su potencial productivo. La sanidad vegetal, incluida la prevención de enfermedades y la disuasión y eliminación de plagas, es un aspecto extremadamente importante de la producción acuapónica de alimentos (Figura 6.8). Aunque los avances más importantes en la sanidad vegetal se han logrado a través del manejo de patógenos y plagas, la nutrición óptima, las técnicas inteligentes de siembra y la gestión ambiental adecuada también son fundamentales para asegurar plantas sanas. Además, el conocimiento de las plantas específicas cultivadas es fundamental para abordar diversos problemas de producción. Aunque ya se han descrito algunos conceptos básicos sobre nutrición vegetal, esta sección tiene como objetivo proporcionar una comprensión mucho mayor sobre cómo minimizar los riesgos y abordar las enfermedades vegetales y las plagas en la acuapónica de pequeña escala.

   Para obtener más información sobre los insectos beneficiosos, incluidas las características de los insectos y las necesidades climáticas, junto con información general sobre la identificación de plagas, así como el manejo integrado de plagas y enfermedades (incluidos los diferentes productos disponibles para el tratamiento), véase el Apéndice 2 y los recursos enumerados en la sección en Lectura adicional.

   Plagas vegetales, producción integrada y manejo de plagas

   Las plagas de insectos son problemáticas para la producción de plantas porque portan enfermedades que las plantas pueden contraer. Las plagas también extraen líquidos a medida que penetran en los tejidos de las plantas, lo que lleva a un crecimiento atrofiado. Los entornos controlados, como los invernaderos, pueden ser particularmente problemáticos para las plagas, ya que el espacio cerrado proporciona condiciones favorables para los insectos sin lluvia ni viento. El manejo de plagas para condiciones al aire libre también difiere del cultivo protegido (casas de red, invernaderos), debido a la separación física de las plantas del área circundante, lo que permite el uso de insectos beneficiosos en interiores para matar/controlar las plagas de insectos. La prevalencia de plagas de insectos también depende en gran medida del clima y del medio ambiente. El manejo de plagas en zonas templadas o áridas es más fácil que en las regiones tropicales, donde una mayor incidencia y competencia entre insectos hacen que el control de plagas sea una tarea mucho más difícil.

   Dado que las unidades acuapónicas mantienen un ecosistema independiente, es normal que haya una gran cantidad de microorganismos y pequeños insectos y arañas dentro de los medios de comunicación. Sin embargo, otras plagas dañinas de insectos, como moscas blancas, trips, áfidos, mineros de hojas, polillas de repollo y ácaros de araña se alimentan y dañan las plantas. Una práctica común para tratar con plagas problemáticas de insectos en la producción vegetal del suelo es usar pesticidas químicos o insecticidas, pero esto es imposible en acuapónica. Cualquier plaguicida químico fuerte podría ser fatal para los peces, así como para las bacterias beneficiosas que viven en el sistema. Por lo tanto, nunca deben utilizarse pesticidas químicos comerciales. Sin embargo, existen otros controles físicos, ambientales y culturales eficaces para reducir la amenaza de plagas procedentes de la acuapónica. Los insecticidas y los elementos disuasorios deben considerarse un último recurso. Sin embargo, el manejo exitoso integra la gestión de cultivos y medio ambiente con el uso de elementos biológicos y biológicos de disuasión de plagas.

   La producción integrada y el manejo de plagas (IPPM) es un enfoque ecosistémico para la producción y protección de plantas basadas en el suelo y sin suelo que combina diferentes estrategias y prácticas de manejo para cultivar plantas sanas y minimizar el uso de plaguicidas. Es una combinación de controles mecánicos, físicos, químicos, biológicos y microbianos junto con la resistencia de la planta huésped y las prácticas culturales. No todos estos controles son aplicables a la acuapónica, ya que algunos pueden ser mortales para peces y bacterias (es decir, químicos y algunos plaguicidas orgánicos), mientras que otros pueden no estar justificados económicamente para la acuapónica a pequeña escala (es decir, agentes de control microbiano). Así, esta sección se centra en las estrategias más aplicables para la acuapónica a pequeña escala, incluyendo el control mecánico y físico, la resistencia de las plantas hospedadoras y las técnicas culturales para prevenir la amenaza de plagas y enfermedades. Se formulan breves observaciones sobre algunos controles biológicos seguros para la acuapónica (es decir, insectos y microorganismos beneficiosos), y en el apéndice 2 se incluyen más detalles. Para obtener más información sobre estos métodos, consulte la sección sobre Lectura adicional.

   Controles físicos, mecánicos y culturales

   Para el manejo de plagas en acuapónica, la prevención es fundamental. La vigilancia regular y exhaustiva de las plagas es vital y, idealmente, las infestaciones menores pueden ser identificadas y manejadas antes de que los insectos dañen todo el cultivo. A continuación se muestra una lista de controles sencillos de bajo costo utilizados en la agricultura orgánica/convencional, que también son adecuados para la acuapónica de pequeña escala, para evitar infestaciones de plagas. La exclusión física se refiere a mantener alejadas las plagas. La eliminación mecánica es cuando el agricultor retira activamente las plagas de las plantas. Los controles culturales son las opciones y las actividades de gestión que el agricultor puede emprender para prevenir las plagas. Estos controles deben utilizarse como primera línea de defensa contra las plagas de insectos antes de considerar otros métodos.

   Red y Pantallas

   Este método es común para prevenir el daño de plagas en regiones tropicales o donde se practica la horticultura orgánica o los pesticidas no son efectivos. El tamaño de la malla varía dependiendo de la plaga seleccionada; utilice redes con un tamaño de malla de 0,15 mm para excluir trips, 0,35 mm para excluir mosca blanca y áfidos, y 0,8 mm para mantener alejados a los mineros de hojas. La red es particularmente eficaz mientras que las plántulas son muy jóvenes y tiernas. Las pantallas no suprimen ni erradican plagas, solo excluyen a la mayoría de ellas; por lo tanto, deben instalarse antes de la aparición de plagas y se debe tener cuidado de no permitir que las plagas entren en el ambiente protegido.

   Barreras físicas

   

   Dadas las distancias limitadas que los insectos pueden cubrir, es posible reducir la prevalencia de plagas añadiendo barreras físicas entre las verduras y la vegetación circundante, como superficies pavimentadas o pisos de construcción. La producción acuapónica de tejados se beneficia de la ventilación natural, dada la mayor altitud, y de la gran barrera física (distancia del suelo) creando condiciones ideales para la producción al aire libre relativamente libre de plagas y enfermedades (Figura 6.9). Los invernaderos a menudo tienen un fuerte ventilador que sopla a través de la entrada que puede ayudar a evitar que los insectos entren con el agricultor.

   Otra técnica útil es crear una barrera en las patas de los contenedores hidropónicos. Un anillo

   de parpadeo de cobre puede evitar que los caracoles y babosas suban las piernas, y una capa de vaselina puede prevenir las hormigas. Colocar la parte inferior de las piernas en un recipiente con agua también puede prevenir las hormigas.

   Inspección manual y extracción

   

   La eliminación, ya sea a mano o utilizando una corriente de agua a alta presión, de hojas o plantas fuertemente infestadas ayuda a evitar y/o retrasar la propagación de insectos a las plantas circundantes (Figura 6.10). Las plagas y larvas más grandes también pueden utilizarse como alimento suplementario para los peces. El agua rociada desde una manguera dirigida a la parte inferior de las hojas es una técnica de manejo extremadamente eficaz en muchos tipos de insectos chupadores. El arroyo puede matar a algunos insectos, y los otros son arrastrados. Esto es efectivo para chupar insectos como pulgones y moscas blancas. Este es uno de los métodos más efectivos en sistemas de pequeña escala, pero puede ser solo un remedio temporal ya que las plagas desplazadas pueden regresar a las plantas. Puede utilizar grandes volúmenes de agua y hacer un uso demasiado intensivo de mano de obra con sistemas más grandes.

   Tramping

   

   Las trampas pegajosas colocadas ligeramente por encima del dosel de las plantas son eficaces en entornos protegidos (por ejemplo, casas de red, invernaderos). Las tarjetas adhesivas azules atrapan etapas adultas de trips, mientras que las tarjetas adhesivas amarillas atrapan moscas blancas y microlepidópteros (Figura 6.11). Las trampas pegajosas son menos efectivas en condiciones exteriores, ya que los insectos nuevos pueden venir fácilmente de las áreas circundantes. La vigilancia continua de los insectos capturados por las trampas puede ayudar a un agricultor a adoptar medidas específicas para reducir la aparición de ciertas plagas. Otra forma efectiva de lidiar con las plagas es usar trampas cebadas de feromona. Estos atraen a los machos de plagas específicas, reduciendo así la población de apareamiento en la zona.

   Gestión ambiental

   Mantener condiciones óptimas de luz, temperatura y humedad, que pueden cambiarse fácilmente en el cultivo protegido, para favorecer un crecimiento más saludable de las plantas y crear condiciones desfavorables para las plagas. Por ejemplo, los ácaros de araña no toleran las condiciones húmedas y húmedas, por lo que los señores cronometrados dirigidos sobre las hojas de las plantas pueden disuadir las infestaciones.

   Elección de la planta

   Algunas plagas se sienten más atraídas por especies vegetales específicas que otras. Del mismo modo, diferentes variedades vegetales de la misma especie tienen diferente resistencia/tolerancia a las plagas. Esta es una razón por la que el policultivo a menudo puede prevenir grandes infestaciones porque algunas plantas no se ven afectadas. Además, algunas plantas atraen y retienen insectos más beneficiosos para ayudar a manejar las poblaciones de plagas (discutido con más detalle a continuación). Elija variedades resistentes de proveedores locales y agentes de extensión agrícola para ayudar a reducir enfermedades e infestaciones.

   Plantas indicadoras y cultivos sacrificiales/atrapas/trampa

   Algunas plantas, como el pepino y las legumbres, son más propensas a infestaciones de áfidos o ácaros rojos y, por lo tanto, se pueden utilizar para detectar la prevalencia de plagas tempranamente. A menudo, las plantas indicadoras se plantan a lo largo del borde exterior de los jardines más grandes. Otra estrategia que se puede adoptar en acuapónica es el uso de insecticidas biológicos en plantas de sacrificio o «captura» plantadas cerca del sistema acuapónico, pero no dentro del mismo. Las plantas de captura (es decir, frijoles fava) atraen plagas. Estas plantas se pueden cultivar en macetas junto a la unidad acuapónica, alejando las plagas de la unidad, que luego son tratadas con insecticidas (ver más abajo). Esta estrategia no afectaría al ecosistema aquapónico ni a los insectos beneficiosos presentes alrededor de la unidad. Aunque no son puramente orgánicas, las plantas de captura pueden incluso tratarse con insecticidas sintéticos comerciales si hay grandes infestaciones. Los frijoles Fava y las petunias (flores) se pueden usar para atrapar trips, ácaros y ácaros. Los pepinos también se utilizan para atrapar pulgones y tolvas, mientras que las suculentas plántulas de lechuga se utilizan para capturar otros insectos que comen hojas.

   Plantación acompañante

   La siembra complementaria es el uso constructivo de las relaciones vegetales por parte de los cultivadores. Por ejemplo, todas las plantas producen productos químicos naturales que liberan de sus hojas, flores y raíces. Estos productos químicos pueden atraer o repeler a ciertos insectos y pueden mejorar o limitar la tasa de crecimiento y el rendimiento de las plantas vecinas. Por lo tanto, es importante tener en cuenta qué plantas se benefician unas de otras cuando se siembran juntas, y qué combinaciones de plantas se evitan mejor. El apéndice 2 proporciona una tabla de siembra complementaria para utilizar al elegir los cultivos. Cuando utilice la mesa de acompañamiento, concéntrese en evitar a los malos compañeros en lugar de planear los buenos. Algunas plantas liberan productos químicos de sus raíces u hojas que suprimen o repelen las plagas, lo que puede servir para proteger a otras plantas vecinas.

   Fertilización

   Como se mencionó anteriormente, el exceso de nitrógeno hace que las plantas sean más propensas al ataque de plagas porque tienen tejidos más suculentos. Un equilibrio correcto de nutrientes utilizando la relación de velocidad de alimentación (ver Capítulos 2 y 8) ayuda a las plantas a crecer más fuertes para resistir los ataques de plagas. Debe intercambiarse algo de agua cuando los niveles de nitrato sean superiores a 120 mg/l por esta razón.

   Espaciado

   La alta densidad de siembra y/o la poda inadecuada aumenta la competencia por la luz, fomentando las plagas de insectos. Esta competencia finalmente hace que el tejido vegetal sea más suculento para que las plagas atraviesen o para que los patógenos penetren, y las condiciones estrechas ofrecen refugio a las plagas. Asegúrese de que haya ventilación adecuada y penetración de la luz solar a través del dosel. Como se discutió anteriormente, muchas plantas tienen necesidades especiales de luz solar o falta de ella. Combinando pleno sol con plantas tolerantes a la sombra, es posible intensificar la producción sin el riesgo de aumentar la competencia y debilitar las plantas. En este caso, las plantas tolerantes a la sombra pueden crecer bajo el dosel de los amantes del sol. De esta manera, las plantas son más saludables y más resistentes a plagas y enfermedades.

   Rotación de recorte

   Aunque las unidades acuapónicas pueden manejarse como monocultivo sin enfrentar problemas de cansancio del suelo (agotamiento de nutrientes presentes naturalmente en el suelo), el cultivo continuo de la misma especie durante varias estaciones puede tener un efecto selectivo en las plagas circundantes. Por lo tanto, un cambio en el cultivo, incluso durante un corto período, puede causar una drástica reducción de las plagas dirigidas específicamente al cultivo de monocultivo.

   Saneamiento

   La eliminación de todos los desechos vegetales, incluidas todas las raíces, al final de cada cosecha ayuda a reducir la incidencia de plagas y enfermedades. Las hojas muertas y las ramas enfermas deben eliminarse consistentemente. En condiciones exteriores sin redes, es aconsejable reducir al mínimo la vegetación circundante para evitar que las plagas se propagen a la unidad acuapónica. Las plantas enfermas y las pilas de compost deben mantenerse lejos del sistema para evitar la contaminación.

   Controles químicos

   Si las plagas siguen siendo un problema después de utilizar los controles físicos, mecánicos y culturales mencionados anteriormente, puede ser necesario utilizar el control químico. Los pesticidas sintéticos e insecticidas nunca deben usarse en acuapónica porque matarán a los peces. Muchos controles biológicos también son mortales para los peces. Todos los controles de productos químicos deben considerarse un último recurso en los sistemas acuapónicos y sólo se utilizan con moderación. Si es posible, como en los sistemas DWC, es mejor eliminar y tratar las plantas lejos del sistema y permitir que los productos químicos se sequen completamente. El apéndice 2 contiene una lista de insecticidas y repelentes comunes, sus indicaciones y su toxicidad relativa para los peces.

   Controles biológicos

   En cuanto a los plaguicidas botánicos, algunos extractos obtenidos de microorganismos son seguros para los animales acuáticos porque actúan específicamente sobre las estructuras de insectos y no dañan a los mamíferos ni a los peces. Dos organismos ampliamente utilizados en acuapónica y agricultura orgánica son Bacillus thuringiensis y Beauveria bassiana. El primero es un extracto de toxina de una bacteria que daña el tracto digestivo del insecto y lo mata. Se puede rociar sobre hojas y específicamente se dirige a orugas, rodillos de hojas, larvas de polillas o mariposas sin dañar otros insectos beneficiosos. B. bassiana es un hongo que germina y penetra en la piel del insecto (quitina), matando la plaga a través de la deshidratación. La eficacia del hongo depende del número de esporas rociadas y de las condiciones óptimas de humedad y temperatura, idealmente un buen agente para los trópicos húmedos.

   Insectos beneficiosos - depredadores de plagas

   Finalmente, los insectos beneficiosos son otro método eficaz para controlar las plagas, particularmente en ambientes controlados como invernaderos o nethouses. Insectos beneficiosos o depredadores, como las alitas de encaje, se introducen en el espacio de cultivo de la planta con el fin de controlar cualquier otra infestación. Algunas de las ventajas de utilizar insectos beneficiosos incluyen: la ausencia de residuos de plaguicidas o resistencia inducida por plagas, económicamente factible (a largo plazo sólo para operaciones a gran escala) y ecológicamente racional. Sin embargo, el control de plagas exitoso utilizando este método depende del conocimiento detallado de cada insecto beneficioso junto con el monitoreo constante de las plagas a tiempo correctamente la introducción de insectos beneficiosos. Además, los insectos beneficiosos pueden ser atraídos naturalmente a los sistemas al aire libre. Muchos de estos insectos beneficiosos se alimentan de néctar en sus etapas adultas, por lo que una selección de flores cerca de la unidad acuapónica puede mantener una población que puede mantener las plagas en equilibrio.

   Es importante subrayar que este método de control nunca elimina completamente las plagas. En cambio, las plagas se suprimen bajo una estrecha relación presa-depredador. Este método ya se ha utilizado con resultados positivos para la acuapónica a gran escala, sin embargo, para la acuapónica de pequeña escala puede no haber suficientes plagas para que los insectos beneficiosos puedan ser anteriores, lo que puede llevarlos a volar lejos. La elección de los insectos beneficiosos a utilizar (véase el apéndice 2) debe tener en cuenta las condiciones ambientales en las que van a funcionar.

   Enfermedades vegetales y gestión integrada de enfermedades

   A diferencia de la hidropónica, que se gestiona principalmente en condiciones estériles, la acuapónica aprovecha un ecosistema microscópico complejo que incluye bacterias, hongos y otros microorganismos. La presencia de estos microorganismos bien adaptados hace que cada sistema sea más resistente en caso de ataque por plagas o enfermedades. Sin embargo, la producción exitosa de plantas es el resultado de estrategias de manejo para evitar brotes de enfermedades que se centran principalmente en las condiciones ambientales, la disuasión de plagas (plagas como la mosca blanca pueden portar virus letales) en el manejo de plantas, así como el uso de remedios orgánicos que ayudan a prevenir o a curar las plantas. Al igual que el IPPM, el manejo integrado de las enfermedades se basa en la prevención, la elección de las plantas y el monitoreo como primera línea de defensa contra las enfermedades, y utiliza un tratamiento específico solo cuando es necesario.

   Controles ambientales

   La temperatura y la humedad juegan un papel importante en la gestión sanitaria de las plantas. Cada patógeno vegetal (es decir, bacterias, hongos o parásitos; Figura 6.8) tiene temperaturas de crecimiento óptimas que pueden ser diferentes a las de las plantas. Así, las enfermedades ocurren en ciertas zonas y períodos durante el año en que las condiciones son más favorables para el patógeno que para su huésped. Además, la humedad juega un papel clave para la germinación de esporas fúngicas, que requieren una fina película de agua que cubre los tejidos de la planta. Del mismo modo, la activación de algunas enfermedades bacterianas y fúngicas está estrictamente correlacionada con la presencia de agua superficial. Por lo tanto, el control de la humedad relativa y la humedad son esenciales para reducir los riesgos de brotes de enfermedades. El apéndice 2 contiene condiciones ambientales detalladas que fomentan varias enfermedades fúngicas comunes.

   El control de la humedad relativa, especialmente en la acuapónica de invernadero, es particularmente importante. Esto se puede lograr mediante la ventilación dinámica o forzada mediante ventanas y ventiladores creando un flujo de aire horizontal que ayuda a minimizar los diferenciales de temperatura y los puntos fríos donde se produce la condensación. El aire en movimiento se mezcla continuamente, lo que evita que la temperatura caiga por debajo del punto de rocío; por lo tanto, el agua no se condensa en las verduras.

   También se debe evitar la evaporación de los tanques de peces y/o los canales de DWC aireados alojados en invernaderos cubriendo físicamente las superficies del agua, ya que el agua evaporada puede aumentar drásticamente la humedad interior. Las tuberías en unidades NFT son propensas a altas temperaturas del agua en las estaciones de calor debido a la exposición continua al sol en las tuberías. Los sistemas de cama media son un compromiso óptimo, dada la elección correcta del medio, ya que las superficies superiores de las camas siempre se mantienen secas (véase el capítulo 4). Finalmente, los sistemas construidos en tejados tienen la ventaja de un microclima más seco y una buena ventilación en comparación con el nivel del suelo, lo que facilita la gestión ambiental de las plantas.

   El control de la temperatura del agua juega un papel clave en la prevención de brotes fúngicos. Una enfermedad muy común en acuapónica es la pudrición radicular causada por Pythium spp., un patógeno transmitido por el suelo que se puede introducir accidentalmente en el sistema a partir de materiales contaminados (suelo, turba, plántulas de viveros). A diferencia de la hidropónica, en acuapónica este hongo no causa daños por debajo de ciertas temperaturas debido a la presencia competitiva de otros microorganismos. Por lo tanto, el mantenimiento de temperaturas por debajo de 28-30 °C es esencial para evitar la germinación exponencial de esporas que eventualmente provocarían un brote.

   También se debe prestar atención a las densidades de siembra. Densidades muy altas reducen la ventilación interna y aumentan la humedad entre las plantas. El riesgo de enfermedades para los cultivos densamente plantados también se incrementa ya que, bajo una intensa competencia ligera, las plantas crecen sin consolidar sus células, lo que da lugar a paredes de tejidos más suaves y suculentos. Los tejidos sensibles son más propensos a las enfermedades debido a su limitada resistencia a la penetración de plagas y/o patógenos.

   Elección de la planta

   Las variedades vegetales tienen diferentes niveles de resistencia a los patógenos. En algunos casos, el uso de cultivares resistentes conocidos es el método más exitoso para evitar enfermedades. Por lo tanto, es vital seleccionar variedades vegetales que estén más adaptadas para crecer en ciertos ambientes o que tengan un mayor grado de resistencia frente a un patógeno en particular. Además, muchas empresas de semillas ofrecen una amplia selección de plantas que tienen diferentes respuestas contra los patógenos. El uso de variedades locales seleccionadas de forma natural para un entorno específico puede garantizar un crecimiento saludable de las plantas.

   Si no es posible controlar ciertas enfermedades con variedades resistentes, es aconsejable desplazarse a otros cultivos durante la temporada crítica. En el caso de Pythium spp. si variedades resistentes de lechuga y microorganismos beneficiosos no son capaces de controlar la infestación, es oportuno desplazarse a otras especies, como la albahaca, que son más tolerantes al patógeno y a altas temperaturas del agua.

   Las semillas y/o plántulas deben comprarse en un vivero de buena reputación que emplee estrategias eficaces de prevención de enfermedades y pueda asegurar productos libres de enfermedades. Además, evite lesiones a las plantas, ya que las ramas rotas, las grietas, los cortes y los daños a las plagas a menudo provocan la aparición de enfermedades en la misma zona.

   Nutrición vegetal

   La nutrición afecta en gran medida la susceptibilidad de una planta a la enfermedad. También afecta la capacidad de una planta para responder contra la enfermedad utilizando diferentes mecanismos, incluyendo antixenosis (procesos para disuadir la colonización por herbívoros) o antibióticos (procesos para matar o reducir herbívoros después del aterrizaje o durante la alimentación). Un equilibrio correcto de nutrientes no solo proporciona un crecimiento óptimo, sino que también hace que las plantas sean menos susceptibles a las enfermedades. Aunque la descripción de los trastornos nutricionales se ha discutido anteriormente, la Tabla 6.2 describe cómo algunos nutrientes pueden desempeñar un papel importante en la aparición de enfermedades.

   TABLA DE ##### 6.2

   ####### Efecto de los nutrientes en la prevención de enfermedades fúngicas

   | Nutrientes | Efecto | | — | — | | Nitrogen | La sobrefertilización hace que los tejidos más suculentos que son más propensos al ataque fúngico. La inanición de nitrógeno hace que las plantas atrofiadas sean más propensas a los ataques de microorganismos oportunistas. | | Potasio | Acelera la cicatrización de heridas y reduce el efecto del daño por heladas. Retrasa la madurez y la senescencia de las plantas. | | Fósforo | Mejora el equilibrio de nutrientes y acelera la madurez de las plantas. | | Calcio | Reduce la gravedad de algunas enfermedades fúngicas de raíz y tallo. Afecta la composición de la pared celular en plantas que resisten la penetración fúngica. | | Silicona | Ayuda a las plantas a producir reacciones de defensa específicas, incluyendo la liberación de compuestos fenólicos contra patógenos. |

   *Fuente: Agrios (2004) . *

   Monitoreo - inspección y exclusión

   La detección y la intervención tempranas son la base del manejo de enfermedades y plagas. Por lo tanto, las plantas deben ser inspeccionadas regularmente para detectar signos tempranos de infección o presencia de plagas que puedan resultar en infección. Siempre que las plantas presenten signos de daño o etapas iniciales de la enfermedad (marchitez, tizón o pudrición de la raíz), es vital eliminar las ramas infectadas, las hojas o toda la planta para evitar que la enfermedad se propague por todo el cultivo. Además, en lo que respecta a la exclusión, es importante reforzar el control de los vectores potenciales (fuentes) de virus, como las moscas blancas, mediante el cultivo de plantas en estructuras a prueba de insectos (véase la sección 6.5.1). Además, evitar la contaminación del suelo, así como el uso de herramientas desinfectadas (por ejemplo, cizallas utilizadas para la poda o la cosecha), ayudarían a evitar la transmisión de posibles patógenos al sistema. Por último, es una buena práctica controlar y registrar todos los síntomas y la progresión de cada enfermedad con el fin de determinar los mejores métodos de prevención y tratamiento en el futuro.

   Tratamiento - inorgánico o químico

   Como se mencionó anteriormente, la acuapónica es un ecosistema complejo que es más resistente que la hidropónica a las enfermedades transmitidas por el suelo. Sin embargo, algunos brotes de enfermedades pueden ocurrir aún en el caso de condiciones ambientales desfavorables, como una mayor humedad relativa en invernaderos o en climas tropicales, y deben controlarse. Dado que la acuapónica es un sistema integrado que contiene peces, plantas y microorganismos beneficiosos, no es posible utilizar los tratamientos normales de enfermedades de la agricultura convencional (es decir, fungicidas químicos), ya que son tóxicos para los peces. Sin embargo, las prácticas comunes utilizadas en la agricultura ecológica son posibles, siempre que no dañen a los peces y/o las bacterias o no se acumulen en el sistema, lo que lleva a umbrales superiores a los aceptados. En el apéndice 2 se indican los elementos y métodos de aplicación utilizados en la agricultura orgánica que también pueden utilizarse para la acuapónica para combatir y evitar diferentes enfermedades. En general, el tratamiento exitoso utilizando los métodos se basa en la combinación de algunas estrategias que pueden tener un efecto sinérgico contra patógenos específicos.

   Tratamiento - biológico

   Algunos agentes de control biológico pueden utilizarse para acuapónicos como Thricoderma spp., Ampelomices spp. y Bacillus subtilis, que son microorganismos cultivados utilizados para combatir enfermedades específicas. Estos agentes biológicos se pueden aplicar en hojas o en la zona de la raíz. Proporcionan protección contra las enfermedades más comunes transmitidas por el suelo, incluyendo el moho suave, el moho polvoriento y algunas bacterias. En particular, Thricoderma spp. ha demostrado ser eficaz para controlar Pythium spp. y la mayoría de los patógenos transmitidos por el suelo, mientras que Ampelomices spp. podría compensar cualquier necesidad de tratamientos inorgánicos o químicos contra el moho en polvo. En el caso de Thricoderma spp., las esporas se pueden distribuir sobre el sustrato durante la siembra, para permitir que el hongo beneficioso proteja las plantas comenzando en su etapa de plántulas. La información sobre los productos, los productores y los distribuidores deben ser consultados antes de su utilización con el fin de determinar los mejores métodos de tratamiento para enfermedades específicas.

   Para obtener información más detallada sobre enfermedades vegetales específicas, incluyendo identificación, susceptibilidad y prevalencia, ver los textos recomendados en la sección de Lectura adicional.

   *Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus y Alessandro Lovatelli, Small scale aquaponic food production, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproducido con permiso. *

4. Selección de plantas

   Original publication 2014 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Hasta la fecha, más de 150 diferentes verduras, hierbas, flores y árboles pequeños se han cultivado con éxito en sistemas acuapónicos, incluyendo unidades de investigación, domésticas y comerciales. El apéndice 1 proporciona un resumen técnico de las 12 hierbas y verduras más populares e instrucciones detalladas para el cultivo. En general, las plantas verdes de hoja hacen muy bien en acuapónica junto con algunas de las verduras fructíferas más populares, incluyendo tomates, pepinos y pimientos. Las hortalizas fructíferas tienen una mayor demanda de nutrientes y son más apropiadas para sistemas establecidos con poblaciones de peces adecuadas. Sin embargo, algunos cultivos de raíces y algunas plantas sensibles no crecen bien en acuapónica. Los cultivos de raíces requieren una atención especial, y solo pueden cultivarse con éxito en camas de medios profundos, o en una versión de camas absorbentes que se discute con más detalle en la Sección 9.3.

   Las verduras varían con respecto a su demanda general de nutrientes. Existen dos categorías generales de plantas acuapónicas basadas en esta demanda. Las plantas con baja demanda de nutrientes incluyen hierbas y hierbas frondosas, como lechuga, acelga, ensalada de cohete, albahaca, menta, perejil, cilantro, cebollino, pak choi y berro. Muchas de las legumbres como los guisantes y los frijoles también tienen bajas demandas de nutrientes. En el otro extremo del espectro se encuentran plantas con alta demanda de nutrientes, a veces denominadas hambrientas de nutrientes. Estos incluyen las frutas botánicas, como tomates, berenjenas, pepinos, calabacines, fresas y pimientos. Otras plantas con demanda media de nutrientes son: coles, como col rizada, coliflor, brócoli y colrab. Las plantas bulbantes como remolacha, taro, cebollas y zanahorias tienen requerimientos medianos a altos, mientras que el rábano requiere menos nutrientes.

   

   El estilo de cama de cultivo influye en la elección de las plantas. En las unidades de cama media, es una práctica común cultivar un policultivo de hojas verdes, hierbas y verduras fructíferas al mismo tiempo (Figura 6.7). Siempre que las unidades de cama media son la profundidad correcta (al menos 30 cm), es posible cultivar todas las verduras mencionadas en las categorías anteriores. El policultivo en superficies pequeñas también puede aprovechar la siembra complementaria (véase el apéndice 2) y una mejor gestión del espacio, ya que las especies tolerantes a la sombra pueden crecer debajo de plantas más altas. Las prácticas de monocultivo son más frecuentes en las unidades comerciales NFT y DWC porque el cultivador está restringido por el número de agujeros en las tuberías y balsas para plantar verduras. Utilizando unidades NFT, podría ser posible cultivar las verduras de fructificación más grandes, como los tomates, pero estas plantas necesitan tener acceso a cantidades abundantes de agua para asegurar un suministro suficiente de nutrientes y evitar el estrés hídrico. De hecho, el marchitamiento en las plantas de fructificación puede ocurrir casi inmediatamente si se interrumpe el flujo, con efectos devastadores en todo el cultivo. Las plantas fructíferas también deben plantarse en tubos de cultivo más grandes, idealmente con fondos planos, y colocarse a una distancia mayor que las verduras frondosas. Esto se debe a que las plantas fructíferas crecen más y necesitan más luz para madurar sus frutos y también porque hay espacio de raíces limitado en las tuberías. Por otro lado, los cultivos grandes de bulbo y/o raíces, como el colinabo, las zanahorias y los nabos, son más propensos a ser cultivados en camas de medios debido a que las unidades NFT y DWC no proporcionan un buen entorno de cultivo y un apoyo adecuado a las plantas

   Es importante considerar el efecto de la cosecha de las plantas en todo el ecosistema. Si todas las plantas fueran cosechadas a la vez, el resultado sería un sistema desequilibrado sin plantas suficientes para limpiar el agua, lo que resultaría en picos de nutrientes. Algunos agricultores utilizan esta técnica, pero debe corresponder a una gran cosecha de peces o a una reducción de la ración de piensos. Sin embargo, la recomendación aquí es utilizar un ciclo escalonado de cosecha y replantación. La presencia de demasiadas plantas que crecen sincrónicamente resultaría en los sistemas deficientes en algunos nutrientes hacia el período de cosecha, cuando la absorción es máxima. Al tener plantas en diferentes etapas de la vida, es decir, algunas plántulas y otras maduras, la demanda general de nutrientes es siempre la misma. Esto asegura una química del agua más estable, y también proporciona una producción más regular tanto para la mesa de la casa como para el mercado. Los esquemas de plantación escalonados se analizan con más detalle en el capítulo 8.

   *Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus y Alessandro Lovatelli, Small scale aquaponic food production, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproducido con permiso. *

5. Diseño de plantación

   Original publication 2014 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   El diseño de las camas de cultivo ayuda a maximizar la producción de la planta en el espacio disponible. Antes de plantar, elija sabiamente qué plantas se cultivarán, teniendo en cuenta el espacio necesario para cada planta y cuál es la temporada de crecimiento adecuada. Una buena práctica para todo el diseño del jardín es planificar el diseño de las camas de cultivo en papel para tener una mejor comprensión de cómo se verá todo. Consideraciones importantes son: diversidad de plantas, plantas acompañantes y compatibilidad física, demanda de nutrientes, demanda del mercado y facilidad de acceso. Por ejemplo, los cultivos más altos (es decir, los tomates) deben colocarse en el lugar más accesible dentro del lecho de medios para facilitar la cosecha.

   Fomento de la diversidad vegetal

   En general, la plantación de varios cultivos y variedades proporciona un grado de seguridad al cultivador. Todas las plantas son susceptibles a algunos tipos de enfermedades o parásitos. Si solo se cultiva un cultivo, la probabilidad de una infestación grave o epidemia es mayor. Esto puede desequilibrar el sistema como un todo. Como tal, se alienta a los cultivadores a plantar una variedad diversa de verduras en unidades de pequeña escala (Figura 6.12).

   

   Plantación escalonada

   Como se mencionó anteriormente, es importante escalonar la siembra. De esta manera puede haber cosecha y replantación constantes, lo que ayuda a mantener un nivel equilibrado de nutrientes en la unidad. Al mismo tiempo, proporciona un suministro constante de plantas a la mesa o al mercado. Tenga en cuenta que algunas plantas producen frutos u hojas que se pueden cosechar continuamente durante una temporada, como variedades de hojas de ensalada, albahaca, cilantro y tomates, mientras que otros cultivos se cosechan enteros, como colinabo, lechuga, zanahorias. Para lograr la siembra escalonada siempre debe haber un suministro listo de plántulas (el desarrollo de un vivero de plantas se discute en el Capítulo 8).

   Maximizar el espacio en las camas multimedia

   No sólo debe planificarse la superficie para maximizar el espacio, sino que también debe considerarse el espacio vertical y el tiempo. Por ejemplo, con respecto al tiempo, plantar vegetales con períodos cortos de crecimiento (ensaladas verdes) entre plantas con cultivos a más largo plazo (berenjena). El beneficio de esta práctica es que las verduras de ensalada se pueden cosechar primero y proporcionar más espacio a medida que las berenjenas maduran. La replantación continua de verduras tiernas como la lechuga entre grandes plantas de fructificación proporciona condiciones naturalmente sombreadas. Asegúrese de que los cultivos sombreados no están completamente dominados a medida que los cultivos grandes maduran. Las verduras como los pepinos son escaladores naturales que se pueden entrenar para crecer o bajar y alejarse de las camas. Utilice estacas de madera y/o cuerdas para ayudar a apoyar las verduras trepadoras. Esto crea más espacio en la cama multimedia (Figura 6.13). Uno de los beneficios de la acuapónica es que las plantas se pueden mover fácilmente liberando suavemente las raíces de los medios de cultivo y colocando la planta en un lugar diferente.

   

   *Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus y Alessandro Lovatelli, Small scale aquaponic food production, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproducido con permiso. *

6. Calidad del agua para plantas

   Original publication 2014 · Publicado por primera vez en FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   En la sección 3.3 se analizaron los parámetros de calidad del agua para el sistema acuapónico en su conjunto. Aquí se consideran consideraciones específicas para las plantas y se amplían aún más.

   pH

   El pH es el parámetro más importante para las plantas en un sistema acuapónico porque influye en el acceso de una planta a nutrientes. En general, el rango de tolerancia para la mayoría de las plantas es 5.5-7.5. El rango más bajo está por debajo de la tolerancia para peces y bacterias, y la mayoría de las plantas prefieren condiciones ligeramente ácidas. Si el pH sale fuera de este rango, las plantas experimentan bloqueo de nutrientes, lo que significa que aunque los nutrientes están presentes en el agua, las plantas no pueden usarlos. Esto es especialmente cierto para el hierro, el calcio y el magnesio. A veces, las deficiencias aparentes de nutrientes en las plantas indican que el pH del sistema está fuera del rango óptimo. La Figura 6.6 describe la relación entre el nivel de pH y la capacidad de las plantas para absorber ciertos nutrientes.

   

   Sin embargo, hay evidencia de que el bloqueo de nutrientes es menos común en sistemas acuapónicos maduros que en hidroponía. Mientras que la hidropónica es una empresa semiestéril, la acuapónica es todo un ecosistema. Como tal, existen interacciones biológicas entre las raíces de las plantas, bacterias y hongos que pueden permitir la absorción de nutrientes incluso a niveles de pH más altos que los mostrados en la Figura 6.6. Sin embargo, el mejor curso de acción es intentar mantener el pH ligeramente ácido (6-7), pero entender que un pH más alto (7-8) puede funcionar. Este aspecto es objeto de investigación actual.

   Oxígeno disuelto

   La mayoría de las plantas necesitan altos niveles de DO (\ > 3 mg/l) dentro del agua. Las plantas usan sus tallos y hojas para absorber oxígeno durante la respiración, pero las raíces también necesitan tener oxígeno. Sin oxígeno, las plantas pueden experimentar la pudrición de la raíz, una situación en la que las raíces mueren y el hongo crece. Algunas plantas acuáticas, como el castaño de agua, el loto o el taro, no necesitan altos niveles de DO y pueden soportar aguas de bajo oxígeno, como las que se encuentran en estanques estancados.

   Temperatura y estación

   El rango de temperatura adecuado para la mayoría de las verduras es de 18-30 °C. Sin embargo, algunas verduras son mucho más adecuadas para el cultivo en condiciones particulares. Para los fines de esta publicación, las verduras de invierno requieren temperaturas de 8-20 °C, y las verduras de verano requieren temperaturas de 17-30 °C. Por ejemplo, muchas verduras de hoja verde crecen mejor en condiciones más frías (14-20 °C), especialmente por la noche. A temperaturas más altas de 26 °C o más, los verdes frondosos perfilan y comienzan a florecer y semilla, lo que los hace amargos e incomercializables. Generalmente, es la temperatura del agua la que tiene el mayor efecto en las plantas en lugar de la temperatura del aire. Sin embargo, se debe tener cuidado en la elección correcta de plantas y peces para cumplir con sus rangos óptimos de temperatura del agua. Otro aspecto de la siembra estacional es que algunas plantas requieren una cierta cantidad de luz del día para producir flores y frutas, lo que se llama fotoperiodismo. Algunas, conocidas como plantas de día corto, requieren una cierta cantidad de oscuridad antes de la floración. Esta señal a la planta indica que el invierno se acerca, y la planta pone su energía en reproducción en lugar de crecimiento. Algunas plantas comúnmente cultivadas y de día corto incluyen variedades de pimientos y ciertas flores medicinales. Por otro lado, las plantas de día largo requieren un cierto día de duración antes de producir flores, aunque esto rara vez es una consideración en vegetales, pero puede serlo para algunos ornamentales. Como tal, es importante seguir las prácticas locales de siembra estacional para cada vegetal cultivado o elegir variedades que sean neutras para el fotoperiodismo. El apéndice 1 contiene más detalles sobre cada uno de los vegetales.

   Amoníaco, nitrito y nitrato

   Como se explica en el capítulo 2, las plantas pueden absorber las tres formas de nitrógeno, pero el nitrato es el más accesible. El amoníaco y el nitrito son muy tóxicos para los peces y deben mantenerse siempre por debajo de 1 mg/litro. En una unidad acuapónica en funcionamiento, el amoníaco y el nitrito son siempre 0-1 mg/litro y no deben ser un problema para las plantas.

   *Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus y Alessandro Lovatelli, Small scale aquaponic food production, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproducido con permiso. *