lunes, 13 de junio de 2011

PRODUCCIÓN DE UN FERTILIZANTE NATURAL PARA UN CULTIVO HIDROPÓNICO DE ESPINACA Y MAIZ

INTRODUCCIÓN

En los últimos años se ha mostrado un resaltante interés por cuidar el medio ambiente, lo que ha facilitado el estudio de suelos y aguas superficiales, de acuerdo a esos estudios se ha demostrado poder cultivar en hidroponía.

Los cultivos hidropónicos presentan varias diferencias importantes en comparación con cultivo de suelo natural. A continuación mostraremos cómo funciona el fertilizante (HUMUS de lombriz californiana) sobre el cultivo de espinaca y maíz, que aplicaciones se le echan a los cultivos, cada cuantos días se le aplica el fertilizante, y como van evolucionando los cultivos de acuerdo a las aplicaciones que se le van añadiendo. 



CAPITULO I Planteamiento y formulación del Problema



Durante los últimos años se viene mostrando un marcado interés por cuidar el medio ambiente, lo que ha facilitado el estudio del impacto ambiental de la actividad agraria sobre la atmósfera, el suelo y las aguas superficiales y de escorrentía. Los cultivos sin suelo presentan unas características diferenciales importantes en comparación con el cultivo en suelo natural, entre ellas, el control riguroso de los aspectos relacionados con el suministro de agua y nutrientes, especialmente cuando se trabaja en sistemas cerrados y la capacidad de disponer de residuos y subproductos para ser utilizados como sustratos de cultivo.

Los industria de los cultivos en el suelo genera una serie de las dificultades para la adquisición de nutrientes de origen químico con la consecuencia de generar el vertido de materiales de desecho, emisión de productos contaminantes y el consumo extra de energía, como consecuencia de los sistemas de mantenimiento del nivel higroscópico adecuado, la desinfección del medio de cultivo, etc.

 Si nos centramos en el desarrollo de cultivos hidropónicos en Europa, podemos decir que se mantiene un área estable de producción durante los últimos cinco años, para vegetales, flores y plantas de ornamentación.

Todas las hortalizas (tomates, pepinos, pimientos y berenjenas) han cambiado a cultivos sin suelo cerrados (3.000 ha). Otros vegetales como los rábanos y las lechugas aún se cultivan tradicionalmente (1000 ha). Cultivos de rosas, orquídeas (1000 ha) y plantas de ornamentación (1000 ha) están creciendo en cultivos sin suelo. Esta tendencia se puede observar también en otros países como España donde han proliferado rápidamente, principalmente en el sudeste, destacando el cultivo de hortalizas. La expansión está siendo
más lenta en Italia y Grecia. En Alemania, norte de Francia, Reino Unido y Bélgica, las hortalizas se cultivan principalmente en sistemas hidropónicos abiertos.

Se estima que la normativa medioambiental es la principal motivación para adoptar este tipo de cultivos en los países del noroeste de Europa, mientras que en los países de la cuenca mediterránea priman las motivaciones económicas.

En Venezuela en los últimos años se ha publicado un gran número de artículos donde se describen las ventajas este tipo de cultivos. Sin embargo, es preciso resaltar que estas ventajas no son extensibles a todos los cultivos sin suelo, sino que existen diferencias apreciables de acuerdo con el grado de sofisticación del sistema que se considere e, indudablemente, del tipo de cultivo a estudio.

En estudios realizados de orden experimental se ha comprobado el incremento de la productividad, un control preciso de la nutrición de las plantas, que crecen en los cultivos, favorece un mayor rendimiento y una mejora cualitativa de los productos, pero esto no significa necesariamente que el rendimiento en los cultivos tradicionales sea muy inferior.

Es evidente que en zonas con suelos excesivamente salinos, agotamiento de nutrientes o toxicidad por metales pesados, etc. Los cultivos sin suelo producirían cosechas muy superiores. En los últimos 15 años la bibliografía recoge numerosos artículos que presentan un estudio comparativo de estos cultivos respecto a los convencionales, donde se muestran las ventajas de los primeros sobre los segundos; ventajas que engloban varios aspectos como la reducción del trabajo, rendimientos más elevados y uniformidad en la calidad de los productos.

La gestión de cultivos hidropónicos la nutrición controlada de las plantas, el control del aporte nutricional a las plantas es una de las principales ventajas de los cultivos hidropónicos. La disolución nutritiva es una nutrición ideal debe respetar las necesidades de la planta en cada estadio de su desarrollo, esto es, mantener un balance nutriente evolutivo. De esta forma, se le da a la planta lo que necesita en cada momento, evitando perdida de solución y evita acciones contaminantes y posibles toxicidades. En los cultivos convencionales resulta mucho más difícil calcular la dosis fertilizante adecuada, dado que se tiene que llegar a un equilibrio entre los nutrientes del suelo y los fertilizantes añadidos, sin olvidar los procesos opuestos, la fijación a los coloides arcillosos o el mayor o menor grado de disponibilidad de los nutrientes en función de las condiciones físico-químicas y climatológicas del medio en que se desarrolla.

El cultivo hidropónico desarrollado experimentalmente en este trabajo tendrá como base primordial la alimentación de la planta con el nutriente producido como solución por la lombriz, se conoce que este  aumenta la productividad en los cultivos de porque es un abono clasificado como orgánico, al ser un producto natural, este se adapta a cualquier tipo de cultivo. La principal ventaja es que el abono de lombriz es que este aumenta la calidad y presenta ácidos húmicos y fúlvicos que mejoran las condiciones nutricionales, esto hace que el cultivo retenga la humedad y estabilizan el PH, lo cual ayuda a la planta para que a este nunca le falte humedad y siempre las hojas se conserven verdes porque la humedad interfiere en los procesos químicos, además el líquido producido por la lombriz otorga carbohidratos dando una textura a las planta.

A través de los años la gente ha tratado de encontrar un fertilizante que sepa cubrir todas las expectativas de los cultivos. El Humus de Lombriz es uno de los abonos que se empezaron a utilizar en los últimos años, durante el desarrollo del trabajo enfocaremos la utilización del residuo liquido como componentes que aumentan la productividad en los cultivos.

En este trabajo se tratará de experimentar las ventajas que ofrece el residuo del humus de Lombrices, la producción de espinaca y maíz mediante la hidroponía.

¿Que ventajas ofrece el residuo del humus de lombriz californiana?
¿Cómo influye este fertilizante  en un cultivo hidropónico de espinaca y maíz?
¿Sera  que con este fertilizante las hojas, raíces de la planta saldrán voluminosas?

Justificación

En los tiempos difíciles que corren, las producciones agrícolas y de alimentos en general tienen una evidente prioridad. La palabra de orden en estos momentos es producir. ¿Cómo lograrlo con mayor eficiencia? Pues la respuesta está en trabajar y en aprovechar todos los recursos que tengamos a la mano.

El cultivo de las  plantas sin suelo se desarrolló a partir de investigaciones llevadas a cabo para determinar que sustancias hacían crecer a las plantas y la composición de ellas.

A comienzos de los años treinta, científicos de la Universidad de California, pusieron los ensayos de nutrición vegetal a escala comercial, denominando “Hidropónico” a este sistema de cultivo, palabra derivada de las griegas hidro (agua) y ponos (labor, trabajo), es decir literalmente “trabajo en agua”.

Los cultivos hidropónicos o hidroponía pueden ser definidos como la técnica del cultivo de las plantas sin utilizar el suelo, usando un medio inerte, al cual se añade una solución de nutrientes que contiene todos los elementos esenciales vitales por la planta para su normal desarrollo. Puesto que muchos de estos métodos hidropónicos emplean algún tipo de medio de cultivo se les denomina a  menudo “cultivo sin suelo”, mientras que el cultivo solamente en agua sería el verdadero hidropónico.

El desarrollo ideal de cualquier cultivo depende en gran medida de la composición del suelo en el que estos son sembrados. En este sentido el uso de materia orgánica desempeña un rol imprescindible pues contribuye al crecimiento vegetal mediante sus efectos en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Según Gilberto Morales Frías, se producen dos tipos de materia orgánica, el compost (8000 Toneladas) y el humus de lombriz (3000). Sobre la importancia de este último explicó:

“Desde el punto de vista hortícola, la finalidad de cualquier medio de cultivo es conseguir una planta de calidad en el más corto período de tiempo, con costes de producción mínimos. En este sentido los cultivos sin suelo, también denominados cultivos hidropónicos, surgen como una alternativa a la Agricultura tradicional, cuyo principal objetivo es eliminar o disminuir los factores limitantes del crecimiento vegetal asociados a las características del suelo, sustituyéndolo por otros soportes de cultivo y aplicando técnicas de fertilización alternativas”.

La Ciencia de los Sustratos alternativos tiene como base el cultivo de plantas sin utilizar el suelo, de forma que las raíces de las mismas se encuentren suspendidas en un soporte inerte (grava, arena, turba) -lo que se conoce con el nombre de hidroponía-, en la propia disolución nutritiva, lo que exige una recirculación constante de la misma, impidiendo un proceso de anaerobiosis que causaría la muerte inmediata del cultivo-hidroponía pura- o en el interior de una cámara de PVC o cualquier otro material, con las paredes perforadas, por donde se introducen las plantas; en tal caso, las raíces están al aire, crecen en la oscuridad y la disolución nutritiva se distribuye por medio de un sistema de circulación.

En los cultivos sin suelo abiertos, no hay necesidad de esterilización cuando los materiales y los sustratos no se van a reutilizar. Otra de las ventajas de estos cultivos es la posibilidad de controlar el pH de la disolución nutritiva, de acuerdo con los requerimientos óptimos del cultivo y de las condiciones ambientales. El pH idóneo suele oscilar en 5.5 y 6.5, de forma que el especialista puede ajustar su disolución nutritiva a estos valores mediante la adición de NaOH (sosa) para aumentar e pH, o HCl (ácido clorhídrico) para disminuirlo. En los cultivos tradicionales el ajuste de pH resulta bastante más complicado, un suelo con pH ácido puede corregirse con caliza dolomítica y la utilización de aguas duras, con un exceso de Ca (calcio) y Mg (magnesio).

La ventaja de los cultivos sin suelo estriba en la facilidad para emplear técnicas de irrigación con un consumo moderado del agua, como en el caso de los hidropónicos puros donde las raíces de las plantas están sumergidas en la disolución nutritiva. Además, en el caso de los cultivos cerrados, el agua se recicla, y posteriormente se aprovecha para otros riegos.

La reducción del trabajo en estos cultivos no necesitan de las tareas habituales llevadas a cabo en los cultivos tradicionales: esterilización del suelo, preparación previa del suelo, períodos de barbecho, etc.

El humus de lombriz es la deyección de la lombriz. "La acción de las lombrices da al fundamento un valor agregado", así se lo valora como un abono completo y eficaz para mejorar los suelos. El  compuesto tiene un aspecto terroso, suave e inodoro, de esta manera facilita su manipulación. Se dice que el humus de lombriz es uno de los fertilizantes completos, porque aporta todos los nutrientes para la dieta de la planta, de los cuales carecen muy frecuentemente los fertilizantes químicos.

El control de factores ambientales y nutricionales que afectan al desarrollo del cultivo la hidroponía consigue optimizar aquellos factores que afectan directamente al desarrollo de la planta: i) la temperatura -valores elevados, fundamentalmente en épocas secas, resultan poco favorables para el crecimiento de la planta, a consecuencia de la intensa evapotranspiración, ii) la iluminación artificial que habitualmente acelera el crecimiento, iii) el contenido de humedad, en este sentido es preciso recordar que la mayoría de los cultivos requieren de un aporte regular y suficiente de agua, que a su vez actuará sobre la tasa de transporte de N (nitrógeno) y su tras locación desde la corteza radicular hasta el vástago y iv) por último, un factor fundamental: la concentración y forma química en la que se presentan los diferentes nutrientes.

Aumenta a un mayor número de cosechas por año, el empleo de la hidroponía favorece un incremento en el número de cosechas al año por área de producción debido, naturalmente, a que no existe necesidad de que transcurra un tiempo limitado de descanso entre cosechas.

En la hidroponía no existe sustitución efectiva de suelos agotados o no apropiados, ella ofrece una alternativa única, ya que se puede aprovechar el espacio de estos suelos no productivos con la posibilidad de duplicar e incluso triplicar el número de cosechas por año.

Además de ser una actividad muy productiva, la hidroponía es compatible con las tareas del hogar, el estudio y los oficios normales de cada uno de los miembros de una familia. El sistema no exige exclusividad, pero si constancia y dedicación de una pequeña cantidad de tiempo diario. Es una actividad complementaria, que puede ser desempeñada en conjunto por todos los miembros de la familia de acuerdo con el tiempo libre que cada uno esté dispuesto a dedicar a la huerta.

Los beneficios que se pueden derivar de la hidroponía popular se pueden dividir en dos grupos: los de Tipo Social y los de Tipo Económico, que se expresan como rentabilidad o ingresos netos.

*El beneficio social se obtiene como producto del cambio de las condiciones de vida de las familias, considerando una mejor calidad de la alimentación, la protección de la salud y la obtención de ingresos. Los nuevos ingresos permitirían autofinanciar el funcionamiento y la expansión de la huerta, además de cubrir pequeñas necesidades diarias que antes estaban insatisfechas. El beneficio también se refleja en el cambio de actitud de las familias y de las comunidades, que dejan de ser miembros pasivos para convertirse en miembros activos en el proceso de su propio desarrollo. Es importante resaltar cómo los niños asumen actitudes muy positivas a través de estas actividades productivas, que aparte de permitirles cosechar productos comestibles les da la posibilidad de adquirir tempranamente conocimientos prácticos que les hacen menos abstractas algunas áreas del saber, como sucede con la química, la biología y otras.

*El beneficio económico o rentabilidad es la que se espera obtener mediante la explotación continuada y sistemática de hidroponía en superficies superiores a 30 metros cuadrados de cultivos, buscando obtener un rendimiento económico por los gastos incurridos y el trabajo realizado.

A modo de ejemplo: Un adecuado manejo de los  cultivos hidropónicos ha demostrado en distintas experiencias y ensayos que el costo total de la producción por metro cuadrado se paga con la venta de 13 lechugas, estimándose además una pérdida de tres lechugas por metro cuadrado y por cosecha.

Es imprescindible para ello establecer una programación que incluya todas las etapas por las que atraviesan los cultivos seleccionados como más promisorios, considerando condiciones ambientales, posibilidades técnicas de manejo y mercados disponibles para la venta. Lo importante es tener algún tipo de producto disponible para la venta en todas las épocas del año.

Objetivos

General

*Determinar la efectividad del fertilizante a base de lombriz roja californiana en el cultivo hidropónico de espinaca

Específicos

*Analizar el método utilizado en el desarrollo del cultivo hidropónico determinando su eficiencia e influencia en la producción de espinaca

*Determinar la calidad de las plantas de espinacas obtenidas por medio de los cultivos hidropónicos.

*Identificar los procesos para la producción de espinacas aplicadas en el desarrollo de los cultivos hidropónicos.

Delimitacion

Para la realización de este estudio se trabajara con base en datos históricos e información tomadas en los últimos 10 años, tiempo en cual se ha reactivado en el entorno el desarrollo de nuevas actividades ligadas a la explotación de cultivos a base de hidroponía.

Este estudio se realizará en el Municipio Córdoba en la localidad de Santa Ana del Estado Táchira.

     Esta investigación está basada en el área agronómica,en este proyecto  se trabajara con el  cultivo hidropónico  de  espinaca con el fin de  comprobar la efectividad que tiene el fertilizante a crear sobre el cultivo.

CAPITULO III Marco metodológico

Diseño de investigación

Tipo de investigación

El primero “es un estudio de investigación en el cual se manipulan deliberadamente una o más variables independientes (supuestas causas) para analizar las consecuencias de esa manipulación sobre una o más variables dependientes (supuestos efectos), dentro de una situación de control para el investigador” (Hernández, 1991:109) . En general un experimento consiste en aplicar un estímulo a un individuo (grupo) y observar los efectos de dicho estímulo sobre éste.De esta forma, el diseño es experimental porque se “construye” una realidad.

La investigación es de tipo experimental según el objetivo del trabajo, se desea describir todos los componentes de la realidad, es decir se seleccionan una serie de parámetros y se mide o evalúan cada una de ellos independientemente.  La investigación a realizar también es de tipo exploratorio, por lo que no ha sido suficientemente estudiado el problema.

En la bibliografía existente podemos encontrar la siguiente clasificación básica para las investigaciones: diseños experimentales y diseños no experimentales de investigación.  


METODOLOGIA DE ESTUDIO

El estudio se apoyara en el método analítico, porque se distinguen los diferentes elementos del fenómeno y se procede a realizar cada uno de ellos por separado, se aplicara igualmente el método inductivo. El desarrollo de esta investigación se hará partiendo de situaciones particulares observadas sobre los dos tipos de cultivos hidropónicos.

Procedimiento
-Obtención del HUMUS líquidos.
            Se conformó un cajón de 1 metro de ancho x 2,5 de largo y 30 cm de altura. Dicho cajón es con material de varas de Guadua, colocando un plástico interno. Después se procedió a introducir la materia orgánica (gallinaza) 3 sacos aproximadamente de dicho material, con un peso de 25Kg. Cada uno, el cual se colocó dentro del cajón y se le incorporo las lombrices 5 Kg aproximadamente; Seguidamente se procedió a regar uniformemente para mantener un nivel de humedad adecuado en el material establecido para facilitar el proceso de descomposición que realiza las lombrices, cada 3 días se observaba el nivel de humedad, cada 15 días se le colocaba materia orgánica a una altura de 10 cm hasta que se cumplieran 2 meses, durante este tiempo ya el material contenido se transformó en HUMUS orgánico y se empezó a recolectar residuos de HUMUS líquido que permanecía en el asiento del cajón recolectándolo por medios de unos orificios establecidos en el mismo.

Grupos: Para llevar a cabo el ensayo se procedió a establecer el cultivo y su procedimiento fue el siguiente:

*Para el grupo control, se colocó en goma espuma de 3 cm de grosor la semilla de espinaca en una cuneta y la de maíz en otra, distanciada una de la otra en (cm) y se procedió a humedecer para acelerar el proceso de germinación, dicha cuneta es plástica sus dimensiones son de 28 cm de ancho x 38 cm de largo y una altura de  8  cm  y la capacidad interna de agua es de 3.5 litros. Es de acotar que a dos de los cultivos (uno de espinaca y el otro de maíz) no se le agrego aplicaciones de HUMUS líquido. Mientras que a los otros 2 si se le hicieron las aplicaciones.

*Para el grupo experimental, se procedió igual que el grupo control pero la diferencia es que a este tratamiento se les va a estar haciendo aplicaciones de diferentes dosis de HUMUS líquido dependiendo de la fase vegetativa del cultivo.

TECNICA E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS
Para efectuar el registro de datos se realizará controles periódicos de los cultivos durante los cuales se supervisa no sólo el riego y condiciones ambientales; sino también las características generales de los vegetales como el crecimiento del tallo, color de las hojas, desarrollo de flores y cualquier otra variable de importancia que se observa.

Los datos obtenidos serán transcritos posteriormente en los cuadros donde se llevaran registros por día y sus respectivas observaciones como lo específica los siguientes cuadros que fueron diseñados para tal fin.

Cuadro 1: Grupo control
Días
Aplicación
Observación
15/05/11
0
Siembra
21/05/11
0
Germinación
23/05/11
0
Hojas cotiledonales
25/05/11
0
Deficiencia nutricional
27/05/11
0
Deficiencia nutricional
29/05/11
0
Deficiencia nutricional

Cuadro 2: Grupo control
Producción de hojas por (cm)
Días
Hoja 1
Hoja 2
Hoja 3
25/05/11
1,5
2
7
27/05/11
3
4
10
29/05/11
5
6
16

Cuadro 3: Grupo control
Altura del tallo (cm)
Días
Hoja 1
Hoja 2
Hoja 3
25/05/11
1,8
5
2,5
27/05/11
2,5
7
4
29/0511
3,5
11
7

Cuadro 4: Grupo experimental
Días
Aplicación (ml / H2O)
observación
15/05/11
0
Siembra
21/05/11
0
germinación
23/05/11
0
Hojas cotiledonales
25/05/11
5 (17,5)
Formación hoja 1 (deficiencia)
27/05/11
5 (17,5)
Formación hoja 2 (deficiencia)
29/05/11
10 (35)
Formación hoja 3

Cuadro 5: Grupo experimental
Producción de la hoja (cm)
Días
Hoja 1
Hoja 2
Hoja 3
15/05/11
0
0
0
21/05/11
0
0
0
23/05/11
0
0
0
25/05/11
2
9
12
27/05/11
3,5
13
19
29/05/11
6
15
22





Cuadro 6: Grupo experimental
Altura del tallo (cm)
Días
Hoja 1
Hoja 2
Hoja 3
15/05/11
0
0
0
21/05/11
0
0
0
23/05/11
0
0
0
25/05/11
1,5
2
3,5
27/05/11
3
4
6
29/05/11
4,5
7,5
8

Análisis de datos
Grupo control (maíz): De acuerdo a los resultados obtenidos en el cuadro del grupo control se puede observar  que las plantas establecidas empiezan a presentar a partir del noveno día un síntoma de deficiencia (marchitamiento – amarillamiento) el cual se seguirá presentando  en el transcurrir de los días hasta ocasionar  una muerte total.

Grupo experimental (maíz): De acuerdo a los resultados obtenidos del grupo control se puede observar que las aplicaciones de 5 ml de HUMUS x litro de agua torna la parte foliar de la planta a una coloración verde claro observándose en las nervaduras de las hojas una deficiencia, pero a su vez al hacer aplicaciones de 10 ml x litro de agua la parte foliar se torna a una coloración verde oscura lo que nos indica que sucesivamente se tendrá que ir aumentando la dosis para suplir el cultivo hasta la fase final.

Grupo control (espinaca): Es de acotar que el cultivo establecido hasta la presente no ha emitido hojas verdaderas, la cual está en un proceso de germinación  por lo tanto se dificulta analizar datos con la finalidad de obtener resultados y obtener resultados y comparar  con el grupo experimental.