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  2. Nuevas tendencias de los cultivos sin suelo y su estado en los países emergentes   (10/01/2012)

Durante las últimas décadas España está desarrollando unas técnicas de cultivo sin suelo, en cierta manera, distintas al resto del mundo

Nuevas tendencias de los cultivos sin suelo y su estado en los países emergentes

Desde sus orígenes a mitad del siglo pasado, los cultivos sin suelo juegan un papel muy importante en la moderna agricultura, especialmente en la horticultura. Ésta se basa en cuatro pilares básicos: a) el cuidado del consumidor; b) el cuidado del medio ambiente; c) el de los productores; y d) los beneficios agrosociales. En todo el mundo las nuevas tecnología se están desarrollando con velocidades no conocidas anteriormente en la historia de la humanidad. Las denominadas TIC (Tecnologías de la Información y Comunicación) acaparan cualquier actividad del hombre, incluyendo la agricultura y la horticultura. Los cultivos sin suelo participan de estas tecnologías en casi todas sus facetas. Aquí mencionamos muchos otros aspectos tecnológicos que se han incorporado a los cultivos sin suelo.
Miguel Urrestarazu (Escuela Superior de Ingeniería, Dpto. Producción Vegetal de la Universidad de Almería)
Concretamente destacamos dos nuevos aspectos: la asimilación de la llamada 'química verde' a la hidroponía (Carrasco and Urrestarazu, 2010; Carrasco et al., 2011); y la incorporación de técnicas específicas de esta hidroponía a la arquitectura moderna en las cubiertas tridimensionales de los edificios y urbanismo en general (Burés and Urrestarazu, 2009; Álvaro et al., 2011), tendencia universal que en castellano se ha venido a denominar naturación (Briz, 2004). Toda esta tecnología está contribuyendo a unos significativos beneficios medioambientales de enorme transcendencia, que van desde el aumento y mantenimiento de la biodiversidad hasta la mitigación del calentamiento global.

Los cultivos sin suelo en el sudeste español

Durante las últimas décadas España está desarrollando unas técnicas de cultivo sin suelo, en cierta manera, distintas al resto del mundo. Parte de estas se está extendiendo a otras regiones del mundo.

En la actualidad se puede estimar en España, especialmente concentrada en el sudeste, alrededor de la provincia de Almería, en aproximadamente unas 5.500 ha la superficie de cultivos sin suelo (Figura 1). La Figura 2 muestra la distribución de los diferentes sustratos mas utilizados en la actualidad. Durante los últimos años se ha realizado una importante investigación, sobre todo en materiales orgánicos alternativos a los mas tradicionales, fundamentalmente lana de roca y perlita, como cáscara de almendra (Urrestarazu et al., 2005a), compost y fibra de coco (Urrestarazu et al., 2003; Mazuela et al., 2004), y fibra de madera (Urrestarazu et al., 2005b; Domeño et al., 2009, 2011). También se han realizado investigaciones en otros sustratos inorgánicos (arcilla expandida, vermiculita, etc.), así como en otros sistemas hidropónicos como NFT o NGS (Urrestarazu et al., 2005c).

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Figura 1: Evolución de la superficie aproximada de cultivo sin suelo en el sudeste español (Urrestarazu, 2012).
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Figura 2: Distribución aproximada por agrosistema de cultivo sin suelo en el sudeste español. (Urrestarazu, 2012).
Sin embargo, pese a estos esfuerzos solo la fibra de coco parece ocupar un puesto competitivo frente a lana de roca o perlita. Se puede entender que en el futuro el uso de los sustratos en las próximas décadas se va a mantener (Blok y Urrestarazu, 2010). Por otro lado la mayor concentración de invernaderos del mundo parece seguir siendo el Campo de Dalías (Almería), y como la distribución de los cultivos sin suelo está entre un 20 o 25% del total de la horticultura protegida, implica que aquí se tiene probablemente la mayor concentración mundial de estos sistemas.

Existen muchas posibles clasificaciones de los cultivo sin suelo. Probablemente las mas simple es como sistema abierto y cerrado. Ésta además es la que mejor recoge la posibilidad de separarlo en función del uso eficiente de los nutrientes y su menor grado de emisiones al medio (Urrestarazu and García, 2000), sin embargo para que los sistemas recirculantes tengan una representación importante del total aún nos queda mucho camino.

Expansión de los sistemas de cultivo sin suelo desde Europa a países vecinos y otras regiones del mundo

Hay multitud de referencias que indican que los cultivos sin suelo como hoy los entendemos en el mundo occidental surgen preferentemente en el centro de Europa desde los años 70 y 80, y muy especialmente de los Países Bajos. Allí se hizo un importante esfuerzo tecnológico y de desarrollo. Desde estos puntos se propagaron los sistemas de cultivo sin suelo a los países de la zona norte del arco mediterráneo. Y es aquí donde se adoptaron y adaptaron a las nuevas condiciones geográficas tanto climáticas como de manejo cultural que previamente existía.

Los principales adaptaciones que se han realizado son: a) un menor control sobre el clima, especialmente en lo referente a la calefacción; y b) una notable reducción en los costes de producción (Arellano et al., 2006), que implica un menor potencial productivo pero también una menor inversión inicial.

Reseñas de la expansión de los cultivos sin suelo desde el sudeste español: tres ejemplos de países emergentes

En general todos los países con capacidad exportadora y de consumo interno de hortalizas y plantas ornamentales han desarrollado una importante superficie de horticultura protegida y cultivos sin suelo. En esta se presentan todo tipo de niveles de tecnología. Los grados de tecnificación son enormes desde la llamada 'hidroponía popular', especialmente desarrollada en países latinoamericanos, hasta la más alta tecnología de control medioambiental absoluto en invernaderos tipo Venlo (incluyendo clima, fertirriego, aporte de O2, automatización, control telemático, etc.), éstos últimos usados especialmente en Norteamérica. Ejemplificamos en tres continentes diferentes: 1. México, 2. Marruecos y Sáhara Occidental, y 3. China.
México
En toda América, México es un caso excepcional, con una proporción de crecimiento en la horticultura protegida anual entre un 15 y un 20% (Castellano, 2010). Se podrían mencionar ejemplos que van desde la producción de autoabastecimiento en la Mixteca Mexicana, hasta grandes compañías productoras de mas de 100 ha repartidas por toda la República Mexicana (Urrestarazu et al., 2005a). Por su renombre mencionamos a Almerimex, término resultante de la combinación de las palabras 'Almería' y 'México'. Esta empresa desarrolló invernaderos de kis debinubadis 'Parral' o 'Tipo-Almería' (Molina-Aiz et al., 2006), que en principio utilizaba como sustrato lana de roca.
Los sustratos utilizados en México son muy variados, y van desde sustratos locales, tanto orgánico como minerales, hasta los mas tradicionales de lana de roca y perlita. Entre los orgánicos destacamos el uso de bagazo de tequila (Martínez et al., 2011) o la propia fibra de coco, del que el país es un productor. Sin embargo, uno de los mas significativos y económicos es el Tezontle, se trata de una roca volcánica muy ligera de distinta granulometría y cualidades, que en México es muy abundante. Este material se describe en los trabajos de Vargas et al. (2008), un material volcánico muy similar al denominado picón en las Islas Canarias y que se está usando allí desde hace décadas (Fotografía 1).
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Fotografía 1: A la izquierda, cultivo de Anthurium en picón (Tenerife, España), a la derecha, cultivo de tomate en Tezontle (México).
Marruecos y Sáhara Occidental
Hablando de paisaje próximo a la horticultura protegida, Agadir es sin duda por su fisonomía una pequeña Almería en Marruecos. El grado de similitud no se limita solo al aspecto exterior, el manejo de los cultivos y la distribución de los sustratos es muy similar al utilizado en el sudeste español. Entre los factores a destacar señalamos dos importantes: 1) los productores simplifican en gran medida la tecnología utilizada, sustituyendo la automatización de los procesos por una mecanización sencilla o simplemente basada en mano de obra (que es unas 10 veces mas económica). (Fotografía 2); y 2) sin embargo la calidad de la producción final es muy similar, e incluye los conceptos de trazabilidad y seguridad alimentaria de nuestros cánones europeos.
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Fotografía 2: Semillero en Agadir (Marruecos).
China
Con una población de 1,3 billones de personas y 2 millones de hectáreas de cultivos protegidos (Tabla 1) es el país mas importante desde un punto de vista hortícola en el mundo. La variación tecnológica que se usa es la que ya se ha descrito para México. Desde la década de los 80 se ha visto un incremento muy sustancial.
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Merecen una mención especial los denominados invernaderos lean-to (Jiang et al., 2004). Se trata de invernaderos muy sencillos donde la luz penetra sólo por una de sus caras (orientación sur en China), el resto de las paredes son opacas construidas con diversos materiales que evitan la pérdida de calor interior proveniente del efecto invernadero. Diariamente por la noche la cubierta plástica es protegida con una segunda capa de material (cortinas de material orgánico tradicionales o sintético moderno: pantallas térmicas, de IR, etc.) (Fotografía 3).
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Fotografía 3: Invernaderos en China tipo 'Lean-to'. Detalles de las cubiertas de la cara sur.
Su objetivo es no perder la energía térmica, y representa el mismo concepto y similar tecnología que en Almería tuvo en los años 80 por el llamado INSOLE (Invernadero Solar Enterrado) y que fue impulsado por el profesor Rafael Jimenez en 1984 (Lao et al., 2003) (Fotografía 4). Este principio se está utilizando también en lugares tan remotos como los Andes, en muchas localidades incluso por encima de 3.500 metros sobre el nivel del mar.
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Fotografía 4: Interior de un invernadero tipo INSOLE en 1987 Almería, con paredes de ladrillo (a la izq.). Invernadero Insole en el 2012 en las instalaciones de la Universidad de Almería (a la derecha),

Nuevas tendencias en los cultivos sin suelos

Existen multitud de nuevas tendencias que se están aplicando en los sistemas hidropónicos y de cultivos sin suelos. Entre ellos vamos a destacar tres: 1) el uso de la energía alternativa: 2) las nuevas lámparas LED; y 3) las imágenes en distintas frecuencia del espectro electromagnético y su conexión a las nuevas tecnologías.
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Placa fotovoltaica en un invernadero y antena que lo une a una red Wifi.
Las energías alternativas se están introduciendo tanto en nuestras vidas como en los distintos aspectos de la agronomía. Tal vez las energías alternativas a través de los paneles fotovoltaicos sean uno de los sistemas mas usado en horticultura protegida, aportando elementos como la reducción de los costes de producción, por descenso del valor que los productores pagan por la energía eléctrica. Pero además de esto permite dos importantes beneficios. Uno de ellos es la independencia del tendido eléctrico, que permite acometer instalaciones en lugares remotos, antes de este desarrollo solo se podía contar con generadores que normalmente usaban combustibles fósiles. Por otro lado, esto permite una importante reducción de las emisiones de CO2. Un aspecto muy interesante que se está desarrollando es el uso de paneles semitransparentes, que por tanto son muy adecuados para ser experimentados como materiales de cubierta en la horticultura protegida.
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Fotografía 5: Lámparas LED usadas en horticultura protegida.
Las lámparas LED (Light-emitting diodes), son lámpara mucho más eficientes que las tradicionales incandescente o fluorescentes, donde más del 50% de la energía que reciben es utilizada directamente para ser transformada en luz visible, mientras que con las otras gran parte de la energía que utilizan termina en energía térmica. Esto hace que puedan usarse no solo para el crecimiento de plantas ornamentales de interior, sino también empieza a cobrar interés la tendencia de cultivos que en terminología inglesa son 'indoor crops', es decir, cultivos en el interior de estructuras no transparentes como los edificios, materia muy propia de los cultivos sin suelo. Por último, cabe mencionar también la extensión de las imágenes termográficas al control de los cultivos sin suelo y la horticultura protegida.
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Fotografía 6: Imagen de un cultivo de Singonium, donde existe un fallo en el gotero de la segunda planta desde la izquierda. Éste se expresa antes de llegar a la marchitez. Fuente: Álvaro et al. (2011).
Agradecimientos

Agradecemos el apoyo recibido al Ministerio de Ciencias e Innovación a través de su proyecto FEDER AGL-2010-18391.

Bibliografía

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