La técnica de película de nutrientes ( NFT ) es una técnica hidropónica en la que una corriente de agua muy poco profunda que contiene todos los nutrientes disueltos necesarios para el crecimiento de las plantas se recircula más allá de las raíces desnudas de las plantas en un canal hermético , también conocido como canales.
El sistema NFT fue desarrollado por primera vez en 1965 por Allen Cooper en el Instituto de Investigación de Cultivos Glasshouse en Littlehampton, Inglaterra. [1] En un sistema ideal, la profundidad del flujo de recirculación es muy baja, poco más que una película de agua, de ahí el nombre de "película de nutrientes". Esto garantiza que la gruesa capa de raíces que se desarrolla en el fondo del canal reciba una exposición adecuada al aire.
Un sistema de NFT correctamente diseñado se basa en utilizar la pendiente del canal, el caudal y la longitud adecuados. Las raíces de las plantas están expuestas a suministros adecuados de agua, oxígeno y nutrientes. En los sistemas de producción anteriores, existía un conflicto entre el suministro de estos requisitos, ya que las cantidades excesivas o deficientes de uno dan como resultado un desequilibrio de uno o ambos de los otros.
La tecnología NFT, gracias a su diseño, ofrece un sistema en el que se pueden cumplir al mismo tiempo los tres requisitos para el crecimiento saludable de las plantas, siempre que se recuerde y se practique siempre el concepto simple de la tecnología NFT. El resultado de estas ventajas es que se obtienen mayores rendimientos de productos de alta calidad durante un período de cultivo más prolongado. Una desventaja de la tecnología NFT es que tiene muy poca capacidad de amortiguación contra las interrupciones en el flujo, como las que se producen por un corte de energía. Pero, en general, es una de las técnicas más productivas. [ cita requerida ] [2]
Las mismas características de diseño se aplican a todos los sistemas NFT convencionales. Si bien se han recomendado pendientes a lo largo de los canales de 1:100, en la práctica puede resultar difícil construir una base para los canales que sea lo suficientemente precisa como para permitir que las películas de nutrientes fluyan sin que se produzcan anegamientos y encharcamientos en áreas localmente deprimidas. Como consecuencia, a veces se utilizan pendientes de 1:30 a 1:40. Esto permite que haya pequeñas irregularidades en la superficie. La pendiente puede ser proporcionada por el piso o por bancos o estantes que sostengan los canales.
Como guía general, los caudales para cada canalón deben ser de 1 litro por minuto. En el momento de la plantación, los caudales pueden ser la mitad de esto, y el límite superior de 2 l/min parece ser aproximadamente el máximo. Los caudales más allá de estos extremos suelen estar asociados con problemas nutricionales. Se han observado tasas de crecimiento reducidas de muchos cultivos cuando los canales superan los 12 metros de longitud. En cultivos de crecimiento rápido, las pruebas han indicado que, si bien los niveles de oxígeno siguen siendo adecuados, el nitrógeno puede agotarse a lo largo del canalón. Como consecuencia, la longitud del canal no debe superar los 10-15 metros. En situaciones en las que esto no es posible, las reducciones en el crecimiento se pueden eliminar colocando otro suministro de nutrientes a mitad del canalón y reduciendo los caudales a 1 l/min a través de cada salida. [3] Se debe tener cuidado de mantener las condiciones higiénicas y evitar la contaminación por metales pesados de los sistemas NFT utilizando principalmente bombas y componentes de plástico o acero inoxidable. [4]
El cultivo más comúnmente cultivado en sistemas NFT es la lechuga . Las variedades populares incluyen 'Ostinata', 'Flandria', 'Cherokee', 'Ruby Sky', 'Vulcan' y 'Rex'. Según el grupo de Agricultura en Ambiente Controlado de la Universidad de Cornell , se puede producir una cabeza de lechuga de 5 a 6 onzas en 35 días (desde la semilla hasta la cosecha) con los insumos y las condiciones adecuados (Mattson). Estos insumos y condiciones incluyen la intensidad de luz adecuada, la temperatura, la humedad relativa, el espaciamiento, el suministro uniforme de agua, las concentraciones de nutrientes, el suministro de oxígeno a los sistemas radiculares, el pH, la conductividad eléctrica, la circulación del aire, entre otros factores. Las plántulas, generalmente sembradas en cubos de lana de roca , se trasplantan a los canales NFT después de la aparición de 3 a 4 hojas verdaderas. Categorizado como un cultivo de rápido crecimiento, aproximadamente el 60% del área foliar total y el 70% de la biomasa seca se generan en los últimos 20 días de producción. Las plántulas de lechuga se colocan en canales NFT de 6 a 8 pulgadas de distancia para proporcionar suficiente espacio entre los cultivos para el desarrollo adecuado de las hojas. La investigación ha recomendado utilizar canales para la producción de lechuga de no más de 9 pies para minimizar la diferencia en las concentraciones de nutrientes en los puntos de entrada y salida de cada canal (Al-Tawaha et al). El rendimiento y la productividad de la lechuga dependen en gran medida de la intensidad de la luz. Sin embargo, las intensidades de luz más altas conducen a una ganancia de biomasa más rápida; la Integral de Luz Diaria (ILD) máxima recomendada para la lechuga de cabeza es de 17 mol·m-2·d-1. Las intensidades más altas pueden conducir al trastorno fisiológico de la quemadura de las puntas de las hojas y hacer que los cultivos no sean comercializables. Algunas variedades de lechuga son más sensibles a la quemadura de las puntas y se deben utilizar ILD más bajos. Para evitar que se produzcan quemaduras en las puntas, proporcione a los cultivos un flujo y una circulación de aire adecuados, disminuya la humedad relativa y disminuya la temperatura en su entorno de cultivo, y es posible que deba reducir su ILD. Para una adecuada absorción de nutrientes, mantenga un nivel de pH de fertirrigación de 5,4-5,8 y un nivel de conductividad eléctrica entre 1,7 y 2,5. Una ventaja sistemática de utilizar el sistema NFT para cultivar cultivos es que no es necesario añadir oxígeno disuelto a su depósito de agua porque el agua que recircula se oxigena. Igualmente importante que el suministro de oxígeno a los sistemas radiculares es la introducción de dióxido de carbono en el entorno de crecimiento para promover la fotosíntesis. Los mayores saltos en las cifras de rendimiento se observan cuando los niveles de dióxido de carbono aumentan de 500 a 1.000 partes por millón. Los investigadores recomiendan un enriquecimiento de dióxido de carbono de 1.000 a 1.200 partes por millón. La lechuga cosechada se puede envasar en almejas de plástico a 40 grados Fahrenheit con o sin raíces (Brechner). Después de la cosecha, todos los canales NFT deben desinfectarse y restregarse adecuadamente para evitar la posibilidad de acumulación de patógenos (Kaiser).
Un estudio hipotético estimó que en Arizona el rendimiento por área y año en un ambiente de invernadero controlado utilizando NFT podría ser 10 veces mayor en comparación con la agricultura tradicional con un cultivo por año. El uso de agua podría ser 13 veces menor en un ciclo de cultivo que en la agricultura tradicional. Pero se necesitaría hasta 100 veces más energía, ya que un invernadero en el clima desértico necesitaría calefacción en invierno y refrigeración en verano. [5]
La mayoría de las variedades de papa se mantienen en cultivos de tejidos vegetales y se utilizan métodos de micropropagación para aumentar la cantidad de material de plantación. Dado que las plantas de cultivo de tejidos tienen un rendimiento deficiente cuando se plantan en el suelo del campo, se las planta en invernaderos o invernaderos de malla para generar tubérculos , que se denominan minitubérculos. En muchos países, es común que se utilicen sistemas NFT o aeropónicos para la producción de minitubérculos a partir de plántulas de cultivo de tejidos. Los minitubérculos se plantan en el campo de 6 a 14 meses después de la cosecha para producir una cosecha de papas. Esta primera cosecha de papas cultivadas en el campo generalmente se replanta para generar más papas en lugar de consumirlas. [6]
Un destacado defensor de la NFT fue el Dr. Allen Cooper, un científico de la Estación de Investigación de Cultivos de Vidrio en Inglaterra que publicó el libro El ABC de la NFT . [7] Los sistemas NFT fueron utilizados por una proporción significativa de productores comerciales en el Reino Unido durante el período 1980-1990, pero solo se utilizaron para lechuga en Europa . Los productores holandeses rechazaron especialmente la NFT debido al alto riesgo percibido de propagación de enfermedades por la solución de recirculación. La NFT garantiza que las plantas tengan acceso ilimitado al agua en todo momento, pero ahora se reconoce que los cultivos frutales pueden beneficiarse de suministros de agua cuidadosamente limitados. Los cultivos de hojas como la lechuga se benefician de suministros de agua ilimitados y todavía se cultivan ampliamente utilizando NFT, pero ahora la mayoría de los cultivos comerciales de invernadero de tomates , pimientos y pepinos se cultivan hidropónicamente utilizando algún tipo de medio inerte, siendo la lana de roca el medio más importante en todo el mundo. La NFT sigue siendo un sistema muy popular para uso doméstico. [ cita requerida ]
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