Sanabio Trinidad

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La fotosíntesis artificial podría producir alimentos

La fotosíntesis artificial podría producir alimentos
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Los científicos han desarrollado la fotosíntesis artificial como medio para producir alimentos sin necesidad de la fotosíntesis orgánica.

 Fotosíntesis artificialFotosíntesis artificial

 

El proceso convierte el agua, la energía y el dióxido de carbono en acetato a lo largo de dos pasos electrocatalíticos.

Después, en la oscuridad, los organismos que producen alimentos utilizan el acetato. La conversión de la luz solar en alimento podría ser hasta 18 veces más eficiente con el sistema híbrido orgánico-inorgánico.

Durante millones de años, la fotosíntesis se ha desarrollado en las plantas para convertir el agua, el dióxido de carbono y la energía solar en biomasa vegetal y en los alimentos que consumen los humanos.

Sin embargo, este mecanismo es increíblemente ineficiente, ya que sólo el 1% de la energía de la luz solar llega realmente a la planta.

Al adoptar la fotosíntesis artificial, los investigadores de las universidades de Delaware y Riverside han descubierto un medio para producir alimentos sin el requisito de la fotosíntesis biológica.

Proceso electrocatalítico

 

El estudio utilizó un proceso electrocatalítico de dos pasos para transformar el CO2, la energía y el agua en acetato, que es la forma química del ingrediente principal del vinagre.

Luego, en la oscuridad, los organismos que producen alimentos utilizan el acetato. Este sistema híbrido orgánico-inorgánico podría mejorar la eficiencia de la conversión de la luz solar en alimentos, hasta 18 veces más eficiente para algunos cultivos, cuando se combina con paneles solares para crear la electricidad que alimenta la electrocatálisis.

Con nuestro enfoque esperábamos descubrir un medio novedoso de fabricar alimentos que pudiera romper las restricciones impuestas por la fotosíntesis biológica, Robert Jinkerson, profesor adjunto de Ingeniería Química y Medioambiental de la Universidad de California en Riverside.

La salida del electrolizador se ajustó para ayudar al crecimiento de los organismos productores de alimentos con el fin de unir todas las partes del sistema.

 Fotosíntesis artificial

Electrolizadores

 

Los electrolizadores son máquinas que utilizan la electricidad para transformar sustancias químicas y productos inutilizables, como el CO2, en recursos básicos. Las mayores cantidades de acetato generadas en un electrolizador hasta la fecha se consiguieron aumentando la cantidad de acetato producido y reduciendo la cantidad de sal utilizada.

Fuimos capaces de obtener una alta selectividad hacia el acetato que no se puede alcanzar con las vías tradicionales de electrólisis de CO2 utilizando un montaje de electrólisis de CO2 en tándem de última generación construido en nuestro laboratorio, Feng Jiao, Universidad de Delaware.

Los experimentos revelaron que una variedad de especies productoras de alimentos, incluidas las algas verdes, la levadura y el micelio de hongos que produce setas, pueden cultivarse en la oscuridad directamente en la salida del electrolizador rica en acetato.

Con este método, la producción de algas es unas cuatro veces más eficiente desde el punto de vista energético que su cultivo por fotosíntesis. Cuando se utiliza el azúcar del maíz en lugar de los métodos de cultivo tradicionales, la producción de levadura es unas 18 veces más eficiente desde el punto de vista energético.

 Fotosíntesis artificial

Fotosíntesis biológica

Sin ninguna ayuda de la fotosíntesis biológica, hemos sido capaces de desarrollar criaturas que producen alimentos. Estas criaturas suelen crecer con azúcares vegetales o ingredientes derivados del petróleo, que son subproductos de la fotosíntesis biológica que se produjo hace millones de años.

En comparación con la producción de alimentos que depende de la fotosíntesis biológica, esta técnica es una forma más eficaz de convertir la energía solar en alimentos, Elizabeth Hann, estudiante de doctorado del laboratorio Jinkerson.

También se estudió si esta técnica podría utilizarse para cultivar. Cuando se cultivaron en la oscuridad, el caupí, el tomate, el tabaco, el arroz; la colza y el guisante verde fueron capaces de utilizar el carbono del acetato.

Descubrimos que diversos cultivos eran capaces de convertir el acetato que les dábamos en los componentes moleculares esenciales que un organismo necesita para desarrollarse y prosperar. Ahora estamos trabajando en técnicas de cultivo e ingeniería que podrían permitirnos cultivar con acetato como fuente de energía adicional para aumentar el rendimiento agrícola, Marcus Harland-Dunaway, estudiante de doctorado en el laboratorio Jinkerson.

Producción de alimentos con fotosíntesis artificial

 

La fotosíntesis artificial permite cultivar alimentos en las condiciones más complicadas; que ha traído el cambio climático humano al liberar a la agricultura de su total dependencia de la luz.

Si los cultivos para las personas y los animales crecieran en condiciones reguladas y menos intensivas en recursos, la sequía; las inundaciones y la menor disponibilidad de tierras serían un peligro menor para la seguridad alimentaria mundial.

Además, se podrían cultivar en zonas urbanas y otras regiones que ahora no son aptas para la agricultura; e incluso alimentar a los futuros viajeros espaciales.

El uso de técnicas de fotosíntesis artificial podría suponer un cambio de paradigma en la forma de alimentar a la población. A medida que la producción de alimentos sea más eficiente, se necesitará menos tierra, lo que reducirá el efecto medioambiental de la agricultura.

Además, la mejora de la eficiencia energética podría ayudar a alimentar a más miembros de la tripulación; al tiempo que se utilizan menos recursos para la agricultura en zonas no tradicionales, como el espacio, Robert Jinkerson.

Este método de producción de alimentos se presentó al Deep Space Food Challenge de la NASA y ganó la fase I.

Fuente: ecoinventos

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¿Cómo funciona la agricultura de precisión?

¿Cómo funciona la agricultura de precisión?
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La agricultura de precisión es una rama de la agricultura que está en boca de todos. Sensores, satélites, datos en tiempo real, monitorización, big data, teledetección, drones, GPS, software SIG, imágenes multiespectrales, mapeo de suelos, índices agrónomicos… todo un mundo tecnológico al servicio de un sector, que posiblemente sea de los más lentos a la hora de implantar estos sistemas. 

 La precisión llega a la agricultura

Todos los sectores productivos llevan años a la vanguardia de las nuevas tecnologías. El sector de la automoción, la industria alimentaria, la medicina, hace uso de las famosas TIC (tecnología de la información y la comunicación) para sacar mejores rendimientos, mejorar sus productos, ahorrar costes, reducir emisiones, salvar vidas (medicina)… Sin embargo, la agricultura, desde el salto a la maquinaria agrícola autopropulsada por motor de combustión, no había vivido una revolución tecnológica hasta el S.XXI con la agricultura de precisión.

¿Qué es agricultura de precisión?

Una definición extensa que se me ocurre sobre agricultura de precisión sería: Agricultura que hace uso de las TIC para la gestión de los cultivos obteniendo una gran cantidad de variables agronómicas que permitan un análisis más preciso de la situación del cultivo con el fin de optimizar al máximo los recursos, ahorrar costes, dosificar con gran precisión las aplicaciones de insumos (agua, fertilizantes, fitosanitarios…), sacar el máximo rendimiento y contribuir a la sostenibilidad de los sistemas agrícolas.

Quizá las haya más cortas, precisas y más o menos acertadas, pero así es como la entendemos en este blog. En resumen: es poner la tecnología de la información al servicio de agricultura para mejorarla, punto final.

¿Dónde está la barrera entre agricultura «convencional» y la llamada agricultura de precisión? 

No resulta muy complicado hacer esta distinción. Como se ha mencionado un par de párrafos más arriba, una de las revoluciones tecnológicas del S.XX en este sector fue la maquinaria autopropulsada por el motor de combustión.

Desde el primigenio tractor hasta las máquinas recolectoras más vanguardistas de hoy en día, no ha habido muchos más cambios —entiéndase cambios como algo de calado global; hablamos de revolución, no de evolución—.

¿Podríamos decir que agricultura de precisión es tener una estación meteorológica en un cultivo, o usar la información de las ya existentes para analizar patrones de clima en nuestra parcela y actuar en consecuencia? En cierta manera sí, solo en cierta manera, y aunque esto se lleva haciendo mucho tiempo, nunca se llamó agricultura de precisión. El término ha cobrado más sentido cuando se han ido añadiendo una gran cantidad de capas de información, obtenidas de diversas fuentes. Además, haciendo uso de esas capas, se consigue que «el laboreo» se haga en consecuencia a esa información.

agricultura de precisión

La explicación

Si mediante una imagen de satélite, sacando algún índice agronómico de su cámara multiespectral, conseguimos saber las necesidades de fertilización de un cultivo, ya no solo a nivel global, sino a nivel mucho más concreto, podremos aplicar una dosis de fertilizante variable según esos datos y ahorrar muuuuucho dinero en algo tan caro como un fertilizante. Esto sería una primera fase de la agricultura de precisión: La toma de datos, su análisis y la interpretación de los mismos.

Resulta evidente que estos resultados en forma de mapa de necesidades de fertilización deben ser interpretados por un software que lleve nuestra dosificadora para saber en cada momento, cuánto fertilizante echar según ese mapa. Todo ello guiado por GPS. Ahí ya, estamos consiguiendo la cuadratura del círculo y eso ya es agricultura de precisión seria. Esta fase sería una segunda fase: Toma de decisiones y ejecución en función de la primera fase .

Hay muchos más ejemplos pero hoy no es el día de entrar en ellos. Queremos dar una breve pincelada de todo esto para, en un futuro no muy lejano, meternos más en materia. A continuación comentaremos algunas de las técnicas que se aplican. En otros artículos posteriores nos meteremos a fondo en cada una de ellas.

¿Qué tecnologías hay?

Maquinaria de conducción autónoma guiada por GPS

En el ejemplo anterior es una de las tecnologías aplicadas al servicio de la agricultura, maquinaria que es capaz de cubrir una parcela según un plan preestablecido por el agricultor. El conductor, una vez en la parcela, sólo tiene que vigilar la telemetría del proceso para que todo vaya según el plan establecido. Y sí, hablo de telemetría, como en la Fórmula 1, la agricultura también tiene de eso hoy en día.

Imágenes de satélite y de drones

Las imágenes de satélite y de drones, son imágenes captadas por cámaras un poco especiales que sacan fotografías aéreas de los cultivos en espectros no visibles para el ojo humano, como el infrarrojo. Con los datos obtenidos de estas cámaras podemos conocer, por ejemplo, el estrés hídrico o el vigor de un cultivo y a partir de ahí tomar las decisiones pertinentes.

Los hay de iniciativa pública como Landsat (NASA), los actuales Sentinel (ESA) y privados (Quickbird, Deimos, Wordlview…). Actualmente los de mayor resolución son privados y la adquisición de imágenes es cara. De todas formas, la Agencia Espacial Europea (ESA) ha lanzado este año 2 satélites multiespectrales de bastante resolución, con bastante aplicación en la agricultura de precisión, pudiendo llegar a una resolución de 10m/pixel que resulta más que suficiente para analizar ciertos cultivos, cereales por ejemplo. La adquisición de imágenes de Sentinel es totalmente gratuita.

Una curiosidad al margen de la agricultura de precisión

Nos creemos que tenemos unos pocos satélites volando alrededor del globo (el METEOSAT, los del GPS, los de Google Earth y pocos más verdad?) Aquí te dejo un enlace a una web para que veas la cantidad de satélites y restos de cohete y basura espacial orbitando alrededor del globo que está acumulando la humanidad. ¡Es impresionante!

El mundo del drone está despertando y va cogiendo fuerza. Son muy útiles para un montón de disciplinas y la agricultura no se queda corta. Drones con cámaras multiespectrales, térmicas, LiDAR… que nos permiten una precisión que por ahora es imposible que un satélite nos pueda dar. Además no tenemos el efecto de las nubes ni hay que hacer tantas correcciones como en la foto de satélite (por la distancia y las interferencias de la atmósfera en la imagen). A misma resolución son más baratos que un satélite privado y nos aseguramos siempre la máxima calidad de imagen. Los últimos drones son capaces de cubrir más de un centenar de hectáreas en un solo vuelo.

agricultura de precisión

Sensorización en parcela

en realidad son estaciones meteorológicas (algo menos precisas que las que se utilizan para climatología) pero más baratas y específicas según nuestras necesidades. Sensores de humedad ambiental, temperatura ambiental, humedad y temperatura a distintos niveles de profundidad del suelo, pluviometría, dirección y velocidad del viento, radiación solar, humectación foliar, dendrómetros… un sin fin de parámetros que se pueden medir y almacenar en memorias que se vuelcan y sirven para estudiar estados del cultivo y su relación con variables agronómicas del cultivo, plagas, etc. Este tipo de información es muy útil para hacer predicciones de aparición de plagas, predicciones de estados fenológicos… ¿os acordáis del artículo de la integral térmica?; pues tiene mucho que ver.

Mapeo de suelo

Otra de las capas de información que podemos conseguir mediante una maquinaria específica. Este dispositivo se pasea por nuestra parcela y nos dice una gran cantidad de parámetros del suelo. El análisis de un suelo agrícola en laboratorio es caro y además son datos extraídos de un muestreo puntual en distintos puntos de parcela. Pero un suelo es mucho más complejo y cambiante de lo que parece y podemos tener mucha diferencia a 20 metros de distancia. Con estos mapas de suelo, tenemos información continua de toda la parcela con parámetros como pH, conductividad eléctrica, textura, macronutrientes principales (NPK).

agricultura de precisión

Big Data

La computación en la nube, el análisis de Gigabytes e incluso Terabytes de datos. Todos estos datos que recogemos de los diferentes sensores, imágenes, cuadernos de campo. Toda, absolutamente toda la información es útil, y sobre todo si es mucha la cantidad, ya que algoritmos estadísitcos más y menos complejos son capaces de sacar patrones de comportamiento que nos ayudan a tomar decisiones acertadas en cuanto a: momento y dosis de aplicación de fertilizantes y fitosanitarios, predicciones de cosecha, predicción de heladas, necesidades de riego en tiempo real e incluso accionamiento del riego automático en función de todos estos análisis… todo un mundo.

¿Es una panacea tal y como nos la están vendiendo

Pues como  todo, tiene su aplicación a muchos niveles. Cada tipo de tecnología (mapeo de suelo, drones, sensores…) dan diferentes capas de información que pueden sernos más o menos útiles dependiendo de nuestro objetivo, tamaño y tipo de cultivo y necesidades de optimización. Es una nueva agricultura mucho más tecnificada y desde luego traerá mejoras, ahorros al agricultor y un beneficio global que es una agricultura más sotenible. Esta agricultura está pensada para medianas y grandes superficies, donde la optimización de recursos tiene un papel más que fundamental.

agricultura de precisión

¿Podemos aplicar la agricultura de precisión a nuestro huerto o jardín?

Ajá! Como sabemos que muchos de nuestros lectores tienen pequeños huertos de autoconsumo, esta es una gran pregunta que tiene una ambigua respuesta. La primera es NO. No vamos a pasar un vuelo de drone por nuestra huerta, ni haremos un mapeo de suelo de una parcela de unos pocos cientos de metros cuadrados.

La otra respuesta es SI!, por supesto podemos sensorizar ligeramente un jardín o un huerto y eso sí podría ser introducir un poco de precisión en el manejo de nuestros cultivos o plantas ornamentales. Os ponemos un pequeño ejemplo:

Riego con aspersores en jardín y goteo en el huerto, gobernado por un programador de riego que lleva una sonda de humedad o sensor de lluvia y sólo regará días después de haber llovido o cuando la humedad del suelo caiga por debajo de un límite. ¡Ahí tienes agricultura de precisión en tu pequeño jardín!

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Paneles solares más separados en la agricultura

Paneles solares más separados en la agricultura
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Paneles solares más separados en la agricultura

 

paneles solares

Paneles solares en la agricultura

Separar más las filas de paneles solares puede aumentar la eficiencia en ciertos casos, al permitir que un mayor flujo de aire se lleve parte del calor, según un nuevo análisis.

Los paneles solares captan la luz del sol y la convierten en electricidad, pero el calor que los acompaña puede reducir ligeramente su potencia.

El análisis va más allá de las hipótesis de funcionamiento actuales, que sólo tienen en cuenta la cantidad de luz solar, la velocidad del viento y la temperatura ambiente.

Pero en realidad, cuando se observa la disposición del sistema, como la separación de los módulos, el ángulo en el que se encuentran, la altura a la que están del suelo…, todo ello afecta al flujo de aire.

Matthew Prilliman, investigador del Laboratorio Nacional de Energías Renovables.

La temperatura en los paneles solares

La temperatura de un módulo fotovoltaico sólo es superada por la cantidad de luz solar que recibe en términos de impacto en la producción eléctrica del módulo. La potencia máxima de un módulo disminuye entre un 0,3% y un 0,5% por cada grado de aumento de la temperatura del módulo. La luz solar es el principal impulsor de la temperatura del módulo, mientras que la velocidad del viento tiene un efecto secundario.

El análisis, que se basó en el modelo System Advisor del NREL, demostró que una mayor separación entre filas mejoraría el rendimiento de un sistema fotovoltaico al permitir que el flujo de aire enfriara los módulos solares. Prilliman dijo que pocos modelos informáticos utilizados anteriormente tenían en cuenta los cambios en la transferencia de calor causados por las diferencias en la configuración de un conjunto.

“Se trata de un terreno relativamente inexplorado.”

Matthew Prilliman

La investigación podría ser especialmente relevante para el creciente campo de la agrovoltaica, en el que los cultivos se plantan junto a los paneles solares o debajo de ellos. El cambio en el uso del suelo para las diferentes disposiciones afectaría a la colocación de los cultivos, lo que a su vez podría afectar también al flujo del viento.

paneles solares

“Aumentar el espaciado podría permitir que se utilicen más variedades de cultivos y más tipos de equipos agrícolas en los sistemas agrovoltaicos. Eso podría hacer que estos sistemas solares espaciados fueran más rentables y compatibles con la agricultura a gran escala.”

Jordan Macknick, experto del NREL en agrovoltaica.

 

Mayor distancia entre los paneles solares

Al distanciar más los paneles fotovoltaicos, aumenta la cantidad de irradiación reflejada en el suelo sobre un módulo solar y disminuye la incidencia de los módulos que se hacen sombra entre sí. La mayor separación también permite un mayor flujo de viento; lo que puede dar lugar a una menor temperatura de los módulos y una mayor producción de energía.

Los investigadores no especificaron la distancia entre los paneles porque cada sistema fotovoltaico es diferente y depende de las condiciones locales. Sí señalaron que las mayores mejoras se produjeron en climas con temperaturas ambientales medias anuales bajas; y velocidades de viento medias anuales de moderadas a altas.

Según los investigadores, una mayor separación de las hileras conlleva costes adicionales. En concreto, se necesita más terreno a medida que los conjuntos están más espaciados. Además, los costes de cableado aumentan a medida que los conjuntos están más separados. Sin embargo, los investigadores determinaron que los beneficios superan a los costes en muchos casos.

Fuente: ecoinventos

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7 beneficios de tener un jardín o huerto vertical en casa

7 beneficios de tener un jardín o huerto vertical en casa
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7 beneficios de tener un jardín o huerto vertical en casa

En las grandes ciudades son pocos los afortunados que tienen espacio para hacer crecer un pequeño jardín o huerto vertical en casa, o en un patio trasero. Pero, hay una forma, que se está popularizando para aprovechar al máximo el espacio, el cultivo vertical de las plantas.

huerto vertical en casa

Beneficios de tener un huerto o jardín vertical en casa

¿Quiere saber más? Te enumeramos a continuación 7 grandes beneficios de tener un huerto o jardín vertical en casa:

1. Disminuye la temperatura ambiente

Así como los techos verdes, el jardín o huerto vertical es un gran aliado para aquellos que buscan un ambiente más fresco y agradable, además de proteger el hogar de los rayos ultravioletas.

2. Reduce tu factura de electricidad

Para mantener una estancia con una temperatura agradable, que mejor que un jardín vertical repleto de plantas, reducirá tu necesidad de usar ventiladores o aire acondicionado en el hogar.

3. Reduce el ruido

A gran escala (como en las paredes, por ejemplo), el jardín vertical ayuda a reducir el ruido que llega desde la calle al interior de tu propiedad.

4. Mejora la calidad del aire

Como cualquier planta, tu jardín o huerto vertical te dejará un aire más puro y un olor más agradable. Dependiendo de la especie, el aroma puede ser increíblemente fancinante.

huerto vertical en casa

5. Embellece el espacio

Para muchos, el jardín vertical es una bonita y original decoración. Puedes combinar distintos tipos de plantas, adaptarlo a cada espacio en particular. Cada planta tiene su lugar.

6. Fácil mantenimiento

No te creará mucha suciedad, el jardín vertical es ideal para que no te tengas que preocupar demasiado por su mantenimiento, evitando dolores de espalda.

huerto vertical encasa

7. Toldo natural

Su correcto colocación favorecerá una menor exposición de tu casa al sol directo, que en algunas horas del día y en algunos meses del año, es bastante molesto.

Si quieres puedes descargar este manual para tener un huerto vertical en casa
Fuente: ecoinvento.es

 

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Aspectos básicos para la producción de frambuesas

Aspectos básicos para la producción de frambuesas
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Introducción ala producción de frambuesas

El frambueso (Rubus idaeus), es un arbusto constituido por brotes bianuales y raíz perenne. Su fruto es una polidrupa, que es una agregación de dupreolos (fruto verdadero), la cual varía según variedad respecto a su tamaño, firmeza, forma e intensidad de color. Respecto a este último punto tenemos en la producción de frambuesas tenemos variedades rojas (Meeker y Heritage), amarillas (Goldie y Kiwi gold), púrpuras (Brandywine) y negras (Bristol y Jewel).

De acuerdo a época de producción tenemos de 2 tipos: las remontantes (Amity, Heritage, Autumn Bliss, Ruby, Santa Teresa, Santa Catalina, y Santa clara) que producen flores 2 veces al año (en retoños y después en caña); y las no remontantes (Chilliwack, Meeker, Tulameen, Skeena, y Gleen Ample) que solo dan flores en caña.

Requerimientos edafoclimáticos

Dependiendo de la variedad, es un frutal que requiere entre 700 a 1200 horas frio. Es bastante resistente a las bajas temperaturas invernales, pero las heladas en época de crecimiento vegetativo y reproductivo pueden llegar a dañar significativamente los brotes, flores y frutos.

La frambuesa puede producirse en una gran diversidad de suelos, siendo los más apropiados aquellos que poseen buen drenaje, buena capacidad de retención de agua y abundante presencia materia orgánica (sobre un 10%), siendo el pH ideal del suelo entre 6 a 6,5.

Preparación del suelo en la producción de frambuesas

Previo a la plantación es recomendable comenzar con un cultivo de cabecera (ej. cereal) para cortar ciclos infectivos (ej. los producidos por hongos); además, lo anterior ayuda a la incorporación de nutrientes, mejora de la estructura del suelo, e incorpora material orgánico.

Es importante implementar previamente medidas para la corrección de pH si fuese necesario, obtener un buen mullimiento del suelo al momento de la preparación, y realizar una buena eliminación de malezas, especialmente las malezas perennes que son las más difíciles de controlar una vez establecida la plantación.

Si en el lugar existieran problemas de drenaje se debe realizar un subsolado (ej. subsolador, arado de cincel) en dirección a un canal de drenaje; igualmente esto mejora con la incorporación de camellones que generalmente pueden ser de 1 m de ancho y 30 cm de alto.

Estos manejos permitirán que las raíces se encuentren siempre libres de posibles anegamientos de agua, logrando así que se genere una mejor exploración y establecimiento de las mismas. Además, lo anterior presenta ventajas al mejorar la eficiencia del riego, la fertilización y el control de las malezas en los camellones desde el inicio de la plantación (Imagen 1).

producción de frambuesas

Imagen 1. Camellones en la producción de frambuesas. / Fuente: P. Jil

Elección de las plantas y plantación

Un paso previo a la plantación es la elección de las plantas. Para esto se debe elegir la mejor variedad de acuerdo al lugar y sus condiciones edafoclimáticas.

El vivero debe dar seguridad en cuanto a la sanidad de las plantas, es decir, al adquirirlas se debe procurar que no vengan con plagas, enfermedades o malezas, eligiendo plantas que posean uniformidad en el desarrollo vegetativo y radical, especialmente en este último, ya que un buen desarrollo de raíces permitirá una buena implantación en el huerto.

El mejor momento de instaurar una nueva plantación en plantas de hoja caduca y para plantas propagadas a raíz desnuda es durante el receso de receso vegetativo (junio-agosto), pero se puede retrasar hasta octubre-noviembre con plantas en bolsa (brote etiolado) pero siempre que se posea un sistema de riego instalado en huerto.

Marco de plantación en la producción de frambuesas

Respecto al marco de plantación puede ser de 3 metros de ancho de calles (entre hileras) y entre 0,3-0,5 m, respecto a la distancia entre plantas (sobre hileras) (Imagen 2). La orientación de las hileras debe tener por finalidad aprovechar la máxima intercepción de luz en forma homogénea por el mayor tiempo posible.

En algunos casos no necesariamente se cumplirá esta condición; un ejemplo de ello es cuando la plantación se coloca en pendiente, en cuyo caso las hileras quedan de acuerdo a las curvas de nivel.

Es importante recordar que antes de plantar es necesario observar bien las raíces y determinar la posible presencia de enfermedades o agallas, y en caso de detectar algún problema de este tipo se debe eliminar la planta.

El hoyo de plantación debe tener el tamaño adecuado para permitir que las raíces queden en forma ordenada y recta al interior evitando así la aparición de espirilamientos o enrollamiento de la raíz (si fuera necesario se recomienda podar las raíces). Una vez colocadas las plantas se tapan, cuidando que las raíces no queden expuestas, evitando también compactar en demasía el suelo, pero eliminando bolsas de aire que puedan influir en el desarrollo radical.

 

producción de frambuesas

Imagen 2. Huerto de frambuesas de 1 año de edad. / Fuente: P. Jil

Sistema de conducción

Las estructuras mecánicas de soporte que se colocan en el huerto no deben atrasarse en el tiempo, ya que una vez que los retoños comiencen a crecer (realizada la plantación) deberán estar ya instalados los alambres y las estructuras necesarias para mantener en pie el huerto.

Estas estructuras están formadas por postes de soporte (ubicados en las cabeceras de las hileras) con el pie derecho ubicado hacia el interior para aumentar de esta manera la capacidad de soporte del sistema.

En un sistema de espalderas simples para soportar la producción, los postes quedan a una distancia de 8 m. cada uno, extendiéndose a través de ellos 2 alambres por ambos lados que tienen por finalidad afirmar las cañas.

Esta estructura tiene 2 crucetas: la superior (70 cm de largo ubicada a una altura de 1,3 m sobre el suelo) y la inferior (40 cm de largo a 60 cm sobre el suelo) que asemeja una estructura en V.

La finalidad de estas estructuras es permitir sostener la planta (caña), incentivar la producción de la temporada, y permitir una mayor entrada de luz al interior de la planta. Para lograrlo se debe tener el cuidado que la fruta se desarrolle hacia el exterior de la estructura para mejorar de esta forma el proceso de cosecha.

Poda en la producción de frambuesas

La poda es el control del desarrollo productivo y vegetativo de una planta y permite un buen equilibrio entre hojas y flores en el huerto.

Los objetivos que persigue este manejo son entre otros: controlar el crecimiento del huerto, mejorar la producción y calidad de la fruta, ayudar a la aireación y penetración de la luz al interior de la planta, disminuir la incidencia de enfermedades y mejorar los rendimientos.

Dependiendo del objetivo productivo y de manejo tenemos:

– a) poda de formación (cuando una vez realizada la plantación se eliminan las cañas, dejando solo el retoño para la próxima temporada, Imagen 3).

– b) poda de verano (cuando se hace una eliminación de las cañas que ya se cosecharon, además de los retoños mal ubicados, débiles y/o dañados), la cual permite mejorar el desarrollo de retoños para la próxima temporada y disminuir la incidencia de enfermedades por un posible exceso de humedad entre hileras.

– c) poda de invierno (cuando se realiza una vez terminada la caída de hojas), la cual se subdivide en raleo de cañas (eliminación de cañas enfermas, mal ubicadas, débiles, o con malformaciones, dejando aproximadamente entre 12-14 cañas por metro lineal), y el despunte (una vez amarrada la caña al alambre -Imagen 4- se eliminan o rebajan las puntas o extremos más delgados de la caña).

 

producción de frambuesas

Imagen 3. Planta de frmbuesa en formación. / Fuente: P. Jil

Cosecha en la producción de frambuesas

 

La cosecha es un momento crucial en la producción del frutal. En el caso de la frambuesa el fruto mal manejado puede rápidamente deteriorarse por deshidratación perdiendo firmeza; desmejorando su apariencia y disminuyendo la calidad del producto.

Respecto al último punto, el fruto debe poseer un color rojo en todos sus drupeolos (sin drupeolos verdes), siendo firme al tacto y presentando un buen contenido de azúcar. El éxito de una buena cosecha va a depender de la anticipación para: captar el personal necesario y adecuado para esta labor (que realicen una buena selección de fruta, que no aprieten el fruto; y que cosechen individualmente los frutos en un tiempo adecuado) y preparar el material requerido para una buena cosecha (bandejas; acopios, atriles, gorros legionarios, gafas anti UV, protector solar, etc.).

Todo esto debe ir unido con el cumplimiento de las buenas prácticas agrícolas (BPA); que incluyen por ejemplo: higiene del personal de cosecha, correcto uso de elementos de protección, etc.

 

producción de frambuesas

Imagen 4. Amarra y despunte en frambuesas. / Fuente: P. Jil

El contenido de este artículo fue elaborado por: Pablo Jil Martínez, Josué Martínez-Lagos / INIA Remehue, para www.inia.cl
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Regulación de pulverizadores neumáticos de mochila en berries

Regulación de pulverizadores neumáticos de mochila en berries
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Regular los pulverizadores neumáticos de mochila, permite dosificar, correctamente, el plaguicida en la superficie aplicada.

pulverizadores neumáticos de mochila

Foto 1. Pulverización con equipo neumático de mochila, conocido comúnmente como “motopulverizadora’.

Asimismo, mejora la eficacia del control de plagas y enfermedades, entrega información importante al agricultor para comprar los plaguicidas de forma exacta, disminuye la contaminación ambiental, reduce los costos en los tratamientos fitosanitarios, entre otros.

Para la pequeña agricultura de berries (frambuesas, arándanos, moras, frutillas), se recomienda el uso de pulverizadores neumáticos de mochila (Foto 1).

En este tipo de pulverizadores, las gotas se producen al entrar en contacto el líquido con una corriente de aire a alta velocidad y el mismo viento transporta las gotas hasta el cultivo. Por lo tanto, para regular este tipo de equipos, sólo se puede realizar a través del método del relleno.

Paso a paso para la regulación de pulverizadores neumáticos de mochila en berries

 

Para ello, siga los siguientes pasos:

 

– 1. Regule el paso de agua y la aceleración del motor de acuerdo a la condición del cultivo Ca mayor tamaño de plantas y densidad foliar, mayor volumen de aire y agua).

– 2. Coloque el pulverizador en un lugar nivelado y agregue agua hasta un nivel conocido. Cuando el agua quede quieta, marque en el estanque con un lápiz el nivel del agua. (Foto 2)

Foto 2. Marca con lápiz en el estanque con nivel de agua inicial en lugar nivelado.

– 3. Seleccione en el huerto, una pequeña superficie del cultivo para pulverizar, midiendo el largo y ancho de la superficie a trabajar.

pulverizadores neumáticos de mochila

Foto 3. Medición de una parte del huerto. Largo de una hilera o parte de ella (LJ, mínimo 25 m y distancia entre hileras CDEH) que corresponde al ancho.

– 4. Pulverice la hilera o parte de ella CU por ambos lados y luego lleve el pulverizador al sitio nivelado donde se marcó el nivel de agua inicial.

– 5. Determine el volumen de líquido utilizado (R), rellenando hasta el nivel marcado inicialmente (Foto 4).

– 6. Determine el volumen de aplicación (VDA) por hectárea, utilizando la siguiente ecuación:

pulverizadores neumáticos de mochila

Ejemplo para la regulación de pulverizadores neumáticos de mochila en berries

 

Se pulveriza un huerto de frambuesas con un pulverizador neumático de mochila. ¿Cuál es el volumen de aplicación por hectárea? La distancia entre hileras CDEH) es de 2,5 metros, se utilizó 3 litros de agua en pulverizar 30 metros de hilera por ambos lados.

pulverizadores neumáticos de mochila

El contenido de este artículo fue elaborado por Patricio Abarca R./ INIA Rayentué, para www.inia.cl

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Conceptos de hidráulica, bombeo e impulsión de fluidos

Conceptos de hidráulica, bombeo e impulsión de fluidos
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Introducción

 

Los procesos de desalación tienen una fuerte dependencia de los fenómenos hidráulicos. Por lo tanto, se hace necesario el estudio de las variables que influyen en el proceso, y varios conceptos de hidráulica, tales como, presión, flujo y energía por el transporte del fluido.

Un líquido que circula por el interior de un ducto cerrado, por ejemplo, una tubería, corresponde a la situación física de flujo confinado. El gradiente que permite el flujo es una diferencia de presión, de tal forma que cuando aumenta o disminuye el gradiente de presión, la velocidad aumenta o disminuye.

La energía necesaria para impulsar el líquido es entregada externamente por un equipo electromecánico o bomba.

En este informativo se describen conceptos básicos sobre fluidodinámica que influyen en el proceso de osmosis inversa (Figura 1).

Presión estática y dinámica

 

La presión estática es la que se ejerce en todas las direcciones dentro de una cañería o un estanque, en la misma dirección del fluido, en dirección contraria y en dirección perpendicular, sobre las paredes de este.

Mientras que la presión dinámica depende de la velocidad y la densidad del fluido, ya que cuando los fluidos se mueven en una cañería, la inercia del movimiento produce un incremento adicional de la presión estática al chocar sobre un área perpendicular al movimiento.

Esta fuerza se produce por la acción de la presión conocida como dinámica.

Tipos de flujo

 

El flujo se clasifica de acuerdo con el régimen: laminar, transición y turbulento. El flujo laminar se presenta a bajas velocidades (bajos caudales) y se caracteriza por un movimiento en capas ordenadas (láminas), entre las cuales existen gradientes de velocidad.

Para el caso de una tubería, el perfil de velocidades es parabólico. El flujo turbulento se presenta a altas velocidades, en el cual se visualizan torbellinos, mezclamiento, es un movimiento desordenado. Para el caso de una cañería, el perfil de velocidades tiende a ser plano, sin producirse capas de fluido.

Entre ambos tipos de flujo existe el denominado flujo de transición cuya descripción matemática es compleja.

conceptos de hidráulica

Balance de energía mecánica: Ecuación de Bernoulli

 

Para determinar la potencia de bombeo y/o las pérdidas de energía mecánica de un líquido que circula por tuberías, se aplica la Ecuación de Bernoulli:

conceptos de hidráulica

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Instrumentos para presión y flujo

 

Un manómetro de presión es un indicador analógico utilizado para medir la presión de un fluido, en este caso empleado para medir la presión del agua de alimentación (agua salobre) y del concentrado.

Son dispositivos analógicos con un dial circular y un puntero accionado mecánicamente que han estado en uso durante décadas.

Actualmente, el manómetro analógico está siendo sustituido por manómetros digitales con una pantalla digital y características adicionales, tales como incorporación de alarmas y transmisión inalámbrica del valor indicado.

La medición de la presión es importante debido a que las membranas están diseñadas para soportar un cierto valor de presión. La medición de los cambios de presión durante la desalación es un factor importante de considerar, ya que permite detectar posibles problemas de ensuciamiento y daño de las membranas.

Por otro lado, los flujómetros o caudalímetros son instrumentos que se usa para medir el caudal másico o volumétrico de un fluido. En este caso se utiliza para medir los flujos de alimentación, de permeado y de concentrado. Existen caudalímetros que utilizan distintos principios de físicos de medición:

Principios físicos de medición

 

– Presión diferencial: placa orificio, tobera, tubo Venturi y tubo Pitot.

– Área variable: rotámetro.

– Velocidad: turbina y sonda ultrasónica.

– Fuerza: placa de impacto.

– Tensión inducida: medidor magnético.

En el caso de una planta industrial es conveniente utilizar un caudalímetro digital que permita registrar en línea el caudal de las diferentes corrientes del proceso de desalación, ya que los cambios drásticos o paulatinos de caudal son también un indicador de problemas de operación de las membranas.

Bombeo de líquidos en osmosis inversa

 

Las bombas impulsan la alimentación líquida hacia los bancos de membranas. Esta es la etapa que consume más energía, por esto es muy importante seleccionar la bomba en función de diferentes parámetros: (1) rendimiento, (2) mantenimiento, (3) nivel de ruido, (4) presión de bombeo y (5) caudal de producción.

Las bombas pueden operar a presiones altas cercanas a 60-70 bar para agua de mar y 10-25 bar para agua salobre. En estos rangos de presión, la potencia de la bomba está entre 4 y 100 hp. Las bombas de alta presión pueden ser de dos tipos: bombas de desplazamiento positivo o alternativas y bombas centrífugas.

Tipos de bombas

 

Las bombas de desplazamiento positivo de simple efecto, consisten en una cámara provista de un pistón que se llena de agua cuando este retrocede y bombea el líquido cuando avanza.

Bombas alternativas de doble efecto, que a diferencia de las de simple efecto, cuando retrocede el pistón se llena una de las cámaras de presión en una de sus caras, y al mismo tiempo, con la otra cara, impulsa el fluido de otra cámara contigua invirtiendo la situación cuando el pistón avanza.

Las bombas se accionan con un motor eléctrico acoplado directamente al eje del piñón de ataque, a través de variadores-reductores o mediante un sistema de poleas y correas.

El caudal

 

En una bomba alternativa, el caudal instantáneo tanto en la entrada como en la salida es igual a la suma de caudales aspirados e impulsados en cada momento por cada uno de los émbolos.

Las bombas de desplazamiento positivo se emplean en plantas desaladoras de agua de mar debido a que suministran elevadas presiones, típicamente entre 30 y 60 bar. Se utilizan en plantas pequeñas (3 a 20 m3/h) y medianas (hasta 130 m3/h) cuando se precisan altos rendimientos energéticos en la impulsión y, en consecuencia, bajos consumos específicos de energía.

Las bombas centrífugas multietapas tienen rendimientos inferiores a las bombas de desplazamiento positivo, pero son las más utilizadas en aguas salobres debido a que son confiables y precisan de un mantenimiento bastante sencillo.

Estas bombas requieren dos tipos de válvulas: una válvula reguladora en la línea de descarga de la bomba para controlar la presión/caudal de ingreso a los módulos de ósmosis inversa y una válvula de contrapresión para recircular el caudal en exceso.

Bombas en plantas de desalación

 

Por otro lado, en las plantas de desalación se utilizan las bombas dosificadoras (diafragma, peristálticas) para la dosificación de productos químicos como hipoclorito sódico, ácido clorhídrico, dilución de hidróxido de sodio, preparación de lechada de cal, anti-incrustantes, anticorrosivos, etc.

Cavitación y Golpe de ariete

 

Algunos problemas hidráulicos que pueden verificarse durante la operación de una planta de OI son cavitación de las bombas y golpes de ariete.

La cavitación ocurre en la zona de succión de la bomba, donde se encuentran las condiciones locales de baja presión, lo que provoca que el líquido se transforme en vapor a la entrada del rodete. Este vapor es transportado hasta la zona de descarga de la bomba donde el vacío desaparece y el vapor del líquido es nuevamente comprimido debido a la presión de descarga.

Se produce entonces una violenta caída de presión sobre la superficie del rodete. Un rodete que opera bajo condiciones de cavitación en la succión, terminará presentando fallas por destrucción del rodete, desgaste prematuro del sello mecánico, picaduras, abrasión y erosión de las partes metálicas de la bomba que están en contacto con el fluido.

El golpe de ariete

 

El golpe de ariete se origina al cerrar bruscamente una válvula instalada en el extremo de una tubería de cierta longitud. Este fenómeno es muy peligroso, ya que la sobrepresión generada llegará entre 60 y 100 veces la presión normal de la tubería, ocasionando roturas en los accesorios instalados en los extremos. Un método para evitar el golpe de ariete es instalar ventosas de aireación.

Filtración convencional

 

La filtración permite eliminar partículas en suspensión de tamaños entre 0,01 y 100 micrones, y puede emplearse con o sin coagulación/floculación. Un filtro convencional opera atrapando materiales utilizando medios granulares, tales como arena, cuarzo, grava o carbón activado.

La Figura 3 muestra los criterios de filtración para agua sin tratamiento, destacando que el objetivo es reducir la turbidez a un nivel igual o menor a 0,2 NTU, previo a la bomba de alta presión.

Se observa que el filtro multimedia, el filtro floculador y el flocodecantador soportan un agua de alimentación de hasta 50, 100 y 1.000 NTU, respectivamente. La experiencia indica que cuando el agua presenta una turbidez sobre 10 NTU se requiere una prefiltración.

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Filtros multimedia

 

Los filtros multimedia constan de una o más capas de medios filtrantes, sean o no de arena, se conocen como “Filtración sobre arena”; pues en muchos casos se trata de distintos materiales de granulometría variable; que se colocan unos sobre otros, en capas de distinto espesor.

Un filtro multimedia puede reducir el SDI del agua de alimentación a valores inferiores a 2, siempre que el SDI original sea menor que 10. Cuando el agua de alimentación presenta valores de SDI superiores a 10, se requerirá forzosamente realizar floculación-coagulación, antes de que el agua ingrese al filtro.

Cuando la filtración multimedia no es suficiente para abatir la turbidez y alcanzar los niveles exigidos (1 NTU y SDI < 5), o los filtros se obstruyen con demasiada rapidez, se recurre a una segunda etapa de filtración de las mismas características.

Los filtros son de mismos materiales y medios filtrantes descritos anteriormente. Esto determina que, si en la primera filtración la velocidad está entre 8 y 10 m/h, en la segunda será entre 14 y 18 m/h.

Filtros de cartucho

 

Por otro lado, los filtros de cartucho son componentes imprescindibles en una planta de osmosis inversa; puesto que la prefiltración con arena y/o multimedia sólo logra un nivel mediano de filtración, considerado insuficiente para mantener las membranas en buen estado.

El nivel de filtración al que los fabricantes de membranas recomiendan es de máximo 5 µm (absolutos); valor que garantiza un funcionamiento continuo sin pérdidas relevantes de la productividad. En ciertas ocasiones se recomienda incluso descender hasta un nivel de filtración de 1 µm.

Debe considerarse que el espacio disponible entre dos capas adyacentes de membranas de un módulo espiral OI, tiene valores entre 50 y 500 µm aproximadamente; correspondiente al ancho del canal por el que circula la alimentación.

Las partículas

 

Entonces; las partículas menores de 5 µm que no sean retenidas por los filtros de cartuchos serán arrastradas por estos canales junto al flujo de agua que circula paralelo a la superficie de la membrana; para salir finalmente con la corriente de rechazo.

Finalmente; cuando se utilizan resinas de intercambio iónico como etapa de pretratamiento (ablandamiento) o postratamiento (eliminación de boro y/o arsénico no rechazado por la osmosis inversa); también deberán considerarse las pérdidas de carga en los lechos empacados con resina y los procedimientos de regeneración y limpieza de los medios adsorbentes.

Para estas operaciones se utilizan bombas, cuyas condiciones de operación deberán también ser determinadas.

Conclusiones

El proceso de osmosis inversa cuenta con múltiples etapas dependientes de la fluidodinámica e hidráulica. Las empresas fabricantes tienen en cuenta los fenómenos indicados anteriormente al momento de diseñar; pero el usuario es quien debe tener la precaución de verificar el correcto funcionamiento de la red hidráulica por medio de los dispositivos de control; y regulación para evitar fallas y detectar problemas.

El contenido de este artículo  fue elaborado por: Ph. D., Aldo Saavedra Fenoglio, Universidad de Santiago de Chile; PhD. Hugo Valdés Riquelme, Universidad Católica del Maule, Talca; y, PhD. Carlos Zúñiga Espinoza, INIA La Cruz, para www.inia.cl.
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¿Cómo diagnosticar la fertilidad del suelo?

¿Cómo diagnosticar la fertilidad del suelo?
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Introducción a la fertilidad del suelo

Fertilidad del suelo: El suelo es un recurso natural vivo no renovable. De su calidad depende la capacidad de sustentar la producción primaria, que es la base de los sistemas productivos ganaderos en el sur de Chile. Además, las características del mismo permiten su sostenibilidad en el tiempo, al influir, mantener y/o mejorar la calidad de otros recursos naturales como el agua, biodiversidad y aire.

Las principales funciones del suelo son: aportar agua a las plantas según capacidad de retención de humedad; proveer a las plantas de nutrientes esenciales provenientes de la fertilidad natural del suelo o de prácticas de manejo con enmiendas y/o fertilización; contribuir con oxígeno a las raíces y eliminar el dióxido de carbono (CO2 ) producido; transportar y distribuir calor, proporcionando la temperatura adecuada para la germinación de semillas y desarrollo del sistema radical de las plantas, siendo también su soporte físico de anclaje.

Un suelo fértil proporciona variados servicios ecosistémicos (retención de carbono, regulación del clima, ciclo de nutrientes, purificación del agua, reducción de la contaminación, etc.) que permiten la vida en nuestro planeta e impactan los sistemas productivos agropecuarios directamente.

Nivel de productividad

Para conservar la capacidad del suelo de mantener un adecuado nivel de productividad, a través del tiempo, es necesario proteger y conservar su fertilidad, incentivando su estabilidad ante procesos que provocan su degradación (física, química y/o biológica).

Las malas prácticas de manejo (Ej. monocultivos, sobre fertilización, quema de residuos agrícolas, aplicación de agroquímicos en exceso, etc.), inciden en la fertilidad del suelo y producción (cultivos, praderas), generando sistemas productivos poco sostenibles en el tiempo.

¿Qué es la fertilidad del suelo?

La fertilidad del suelo es la capacidad de suministrar los nutrientes esenciales (generados a través de continuos ciclos biogeoquímicos y de reciclaje) y, las condiciones necesarias para sustentar un adecuado desarrollo de las plantas y producción de cultivos y praderas. Actualmente, se reconocen 17 nutrientes esenciales (sin los cuales no se puede completar el ciclo de vida) para las plantas.

La fertilidad del suelo depende de factores como el medio ambiente (Ej. propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo y, también del clima) y de la influencia de las prácticas de manejo que realizan habitualmente los agricultores en los predios (Ej. laboreo, aplicación de enmiendas y/o fertilizantes, incorporación de residuos vegetales, riego, etc.).

Existen tres tipos de fertilidad de suelo (Figura 1a):

i) Fertilidad física, relacionada con la capacidad de aportar edafológicamente las condiciones necesarias para el desarrollo radicular de las plantas, la cual se relaciona con las características físicas como densidad, textura, estructura, porosidad, retención de humedad, etc., que permiten además dar el soporte a las plantas;

ii) Fertilidad química, es la capacidad del suelo de suministrar nutrientes esenciales para el crecimiento y desarrollo de las plantas (ej. macronutrientes como N, P, K, Ca, Mg y micronutrientes como Mo, Zn, Mn, B, Cl y Cu);

y iii) Fertilidad biológica, se refiere a la presencia y actividad de microorganismos y lombrices que realizan procesos biológicos en el suelo (que involucran procesos físicos y reacciones químicas) que son imprescindibles para mantener la funcionalidad del suelo. Sin duda, con un buen nivel de fertilidad, el suelo contribuye a mejorar la producción agropecuaria a través de una nutrición balanceada y sostenible (Figura 1b).

fertilidad del suelo

¿Cuál es el nivel de fertilidad de los suelos volcánicos en las Regiones de Los Ríos y Los Lagos en Chile?

La actividad agropecuaria en las Regiones de Los Ríos y Los Lagos, se desarrolla sobre suelos volcánicos (Andisoles o Trumaos, Ultisoles o Rojos Arcillosos y Ñadis) bajo condiciones de variada acidez natural.

Estudios realizados a partir de muestras del laboratorio de suelos de INIA (n=98; Vistoso, 2019), indican que en suelos Trumaos, Ñadis y Rojos Arcillosos, en relación a los requerimientos óptimos para la mantención de praderas, un 58%, 100% y 95% presentan pH agua moderado a fuertemente ácido; un 76%, 88% y 29% presentan bajo contenido de suma de bases intercambiables; un 64%, 86% y 56% tiene una alta saturación de aluminio (condición acentuada en la Provincia de Chiloé con valores de hasta 76%, 95% y 78% con deficiencias de fósforo; y 76%, 92% y 76% con deficiencias de azufre, respectivamente (Cuadro 1).

Limitaciones

Estas limitaciones, implican que el nivel de fertilidad de estos suelos es, en general, bajo y, por ende, con una eficiencia reducida al aplicar fertilizantes solubles en agua (especialmente los fertilizantes fosforados).

Bajo estas condiciones, el suministro de nutrientes (ej. P, K, S, Ca, Mg, Na) puede ser deficiente y desbalanceado en estos suelos, incidiendo de forma negativa en el potencial productivo de cultivos y praderas, independiente del área geográfica. Por ello, es tan importante incluir dentro de la planificación predial, una fertilización balanceada, que incluya fertilizantes orgánicos e inorgánicos y enmiendas para corregir las deficiencias de nutrientes esenciales del suelo.

¿Por qué se genera la pérdida de fertilidad del suelo?

La disminución del nivel de fertilidad del suelo se debe a:

i) deficiencias y/o desbalances de nutrientes esenciales generados por la extracción de cultivos y praderas,

ii) disminución de la eficiencia en el uso de los nutrientes esenciales influida en parte por la fijación y retrogradación irreversible por algunos minerales del suelo y,

iii) pérdidas de nutrientes esenciales que ocurren en forma natural o inducida en los suelos.

Por lo tanto, es clave que el productor y su asesor técnico, diagnostiquen el suministro de nutrientes esenciales del suelo con el fin de establecer las mejores estrategias para alcanzar concentraciones adecuadas y balanceadas, logrando las condiciones óptimas para el crecimiento y mejoramiento de rendimientos de cultivos y/o praderas.

El diagnóstico de la fertilidad del suelo es un proceso en el cual se evalúa la cantidad de nutrientes esenciales disponibles para la nutrición de cultivos y praderas; permitiendo estimar la cantidad de fertilizante inorgánico u orgánico necesario aplicar para una adecuada nutrición y producción de cultivos y praderas.

El diagnóstico

Por ello, el diagnóstico de la fertilidad del suelo es una herramienta que contribuye a: determinar las necesidades de específicas de fertilizantes o enmiendas; generar recomendaciones adecuadas y económicas en cuanto a tipos y cantidades necesarias a aplicar; controlar la sobre fertilización (exceso de nutrientes) y minimizar las pérdidas al medio ambiente, al disminuir la contaminación de los recursos naturales (suelo, agua, aire y biodiversidad).

Cuadro 1. Parámetros químicos en suelos de las Regiones de Los Ríos y Los Lagos, Chile (0-20 cm).

fertilidad del suelo

Métodos de diagnóstico de la fertilidad del suelo

Las herramientas que ayudan a los productores y asesores a diagnosticar la fertilidad del suelo son: síntomas visuales de déficit de nutrientes esenciales; análisis foliar y análisis de suelo.

1) Síntomas visuales de deficiencia de nutrientes esenciales:

Los síntomas visuales de deficiencia de nutrientes esenciales (Figura 2) son una herramienta de diagnóstico del estado nutricional de las especies de cultivo y/o praderas y; ayudan a determinar las necesidades de aporte de nutriente esenciales.

Sin embargo, se debe considerar que un síntoma visual individual no es suficiente para realizar un diagnóstico definitivo del estado nutricional de una especie vegetal; debido a que muchos de los síntomas de deficiencia (como clorosis, quemaduras y necrosis) también pueden asociarse con más de una deficiencia nutricional y/o con otros estados de estrés.

Información útil y rápida

Aun así, su detección es útil en el marco general de un diagnóstico del estado de los nutrientes. Las principales ventajas de los síntomas de diagnóstico visual es que se obtiene información útil en forma fácil y rápida proporcionando una indicación inmediata del posible estado de los nutrientes.

En cambio, la principal desventaja de ellos; es que los síntomas visuales no se desarrollan (deficiencia oculta) hasta que generan importantes efectos detrimentales en el crecimiento; desarrollo y producción de las especies de cultivo y/o praderas.

Un productor o asesor experimentado puede aprender a usar este método visual en forma rápida; sin embargo, deberá conocer otras deficiencias de nutrientes que se describen en la Figura 2; así como tener conocimiento práctico para reconocer los síntomas de estrés vegetal en condiciones de campo.

Además; cuando aparece una deficiencia o anomalía nutricional detectada visualmente; el problema ya es importante y ha comprometido el rendimiento potencial del cultivo.

2) Análisis foliar:

El análisis de tejidos vegetales determina, bajo condiciones de laboratorio, la concentración de nutrientes totales de la especie vegetal durante la temporada de crecimiento. Se utiliza para diagnosticar deficiencias invisibles (monitoreo del estado nutricional del cultivo o pradera); confirmar síntomas visuales de déficit y detectar niveles tóxicos de nutrientes.

En general, es también una herramienta de diagnóstico para corregir futuros problemas de déficit de nutrientes. Por ejemplo, si se realiza el análisis foliar en plantas jóvenes; permitirá corregir deficiencias de nutrientes a través de la aplicación de fertilizantes en la misma temporada.

El método de muestreo es fundamental para obtener correctos resultados de análisis; base para la formulación de recomendaciones de fertilización o enmiendas. La planta debe estar en una etapa específica de crecimiento y se debe seleccionar un tejido específico (Cuadro 2).

Valor crítico

Posteriormente, con los resultados del análisis foliar se procede a comparar las concentraciones mínimas conocidas (valor crítico) para ese cultivo o pradera o rangos de suficiencia (Cuadro 3) y se determinan las deficiencias o excesos de nutrientes.

El valor inferior del rango de suficiencia indica el nivel crítico por debajo del cual se deben aplicar dosis adecuadas de fertilizantes o enmiendas; en cambio, el valor superior indica el nivel por sobre el cual se establece la toxicidad.

Sin embargo; los resultados del análisis foliar no se pueden utilizar como único determinante para generar para generar recomendaciones de aporte de nutrientes; ya que siempre se debe considerar la principal fuente de nutrientes que es el suelo.

El análisis de suelo complementa el análisis foliar; ya que cumple un rol fundamental para determinar las necesidades de nutrientes esenciales de cultivos y praderas.

3) Análisis de suelo:

Los análisis de suelo son herramientas para determinar el rango de disponibilidad de cada nutriente esencial previo a la siembra o inicio de la temporada de crecimiento para la absorción de nutrientes esenciales en cultivos y praderas.

Sin embargo, los resultados de un análisis de suelo están altamente determinados por la representatividad de la muestra de suelo colectada. Por ello; es extremadamente importante proporcionar, al laboratorio una muestra de suelo representativa permitiéndoles realizar un análisis confiable.

El INIA, sugiere colectar por cada unidad de muestreo (potrero) una muestra compuesta (20-30 submuestras por unidad de muestreo) en un patrón en zigzag a la profundidad estándar según cultivo o pradera, mezclar bien y enviar una submuestra al mismo u otro laboratorio acreditado con el fin de garantizar la coherencia de los métodos de análisis de suelos.

Variabilidad espacial

Debido a que los suelos de las Regiones de Los Ríos y Los Lagos presentan una marcada variabilidad espacial; topográfica y fisiográfica se recomienda que cada unidad de muestreo no sea mayor de 20 hectáreas para asegurar una adecuada representatividad.

Las pautas para interpretar las categorías de disponibilidad de los nutrientes esenciales (Cuadro 4) en el análisis de suelo, según el laboratorio de suelos de INIA; son las siguientes: categoría deficiente (rojo) significa que existe alta respuesta a la fertilización o enmienda de corrección; categoría media (amarillo) indica que existe respuesta probable a la fertilización o enmienda de corrección y categoría alta (verde) indica que no existe respuesta a la fertilización o enmienda de corrección.

Su correcta interpretación, ayuda tanto a productores como asesores técnicos a identificar con precisión los problemas nutricionales del suelo (deficiencia; antagonismo o toxicidad de nutrientes para cultivos y praderas) antes de que ocasionen problemas y a generar recomendaciones para la corrección/ mantenimiento de nutrientes a través de una estrategia de fertilización balanceada; según los requerimientos del ciclo vegetativo.

Acidez del suelo

Para ello, es importante considerar la neutralización de la acidez del suelo (aplicación de enmiendas calcáreas), aplicación de: fertilización de corrección; fertilización de producción y fertilización de mantención.

Finalmente, se debe tener presente que el uso eficiente y responsable de los fertilizantes reduce los costos de producción y los riesgos de pérdidas de nutrientes al aire (volatilización del amoniaco); al perfil del suelo (lixiviación o percolación de N) y/o cursos de agua superficial (escorrentía de N y P).

El contenido de este artículo fue elaborado por : Erika Vistoso Gacitúa y Josué Martínez-Lagos / INIA Remehue, para www.inia.cl.

Fuente: www.inia.cl

 

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¿Es perjudicial regar las plantas con agua con cloro?

¿Es perjudicial regar las plantas con agua con cloro?
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El agua de lluvia, en principio cae pura y cristalina y va reaccionando con diversos compuestos de la atmósfera. De ahí por ejemplo que se forme la lluvia ácida con los diversos contaminantes (azufrados entre otros) de la actividad humana y no humana. Y también lleva cloro. De hecho, una de las fuentes de cloro de los suelos es el agua de lluvia (pero otra cosa es el agua con cloro para uso humano) en las zonas costeras del agua de mar, el polvo y la actividad humana principalmente.

Toda planta, ya sea de interior, jardín, maceta o del tipo que sea, ha tenido un hábitat natural en el que se desarrolla de forma más o óptima en función de sus características agronómicas.

Cloro como nutriente (los cloruros)

Cuidado. No es lo mismo el cloro de potabilizar el agua que el cloro como nutriente en forma de cloruros. No tienen nada que ver. El cloro como átomo de la tabla periódica no se encuentra de forma pura (dicloro) porque reacciona con rapidez con casi cualquier cosa. Se encuentra en forma de cloruros, cloritos, cloratos, disuelto…

El nombre cloro viene del griego khloros que significa verdoso, amarillento porque el cloro en forma pura (gaseoso) es de color amarillento verdoso. Hilando un poco más la hebra podemos dilucidar entonces por qué a la clorofila (ese pigmento que da color verde a las plantas) se llama así. Tampoco debemos confundir clorosis en agricultura con falta de cloro. Se refiere al color amarillento que adquieren las hojas por falta de otros minerales como el hierro (clorosis férrica).

El cloro está considerado como micronutriente en la fertilización de las plantas. En las plantas está en forma de Cl- o cloruro. Es un soluto osmótico de gran importancia en las vacuolas de la célula vegetal que ayuda a mantener la turgencia de los tejidos vegetales y la regulación osmótica. Influye también en algunas reacciones enzimáticas. Regula el potencial de membrana celular, actúa también como regulador de pH dentro de la célula.

El cloro entra al a planta por la raíz, que principalmente vendrá del suelo y movido por el agua. Es decir, la entrada de cloro a la planta debe darse normalmente en condiciones húmedas. El agua moviliza los cloruros y estos pasan a la planta desde la raíz.

En los planes de fertilización no se suele tener en cuenta porque la gran mayoría de aguas de riego tienen suficientes concentraciones de cloruros como para aportar la cantidad suficiente de este micronutriente a la planta. También está presente en el suelo y no suele haber déficit de él.

¿Siendo un nutriente, puede ser tóxico?

Sí, todo elemento químico en exceso, puede llegar a ser perjudicial en mayor o menor medida en cualquier organismo. De hecho, en los planes de fertilización de hace años, ni se consideraba porque se consideraba tóxico para muchos cultivos. Y hoy en día es un parámetro que se mide en cualquier suelo o agua.

Crecimiento relativo de 4 grupos de plantas en función de la concentración de cloruros.

agua con cloro

Y ahora entramos en el vasto mundo de la biodiversidad vegetal. Hay especies más y menos tolerantes a “altos” niveles de cloruros en el suelo o el agua de riego. Hay plantas más tolerantes y plantas más sensibles. Normalmente, aquellas plantas que soportan mejor la salinidad (costeras por ejemplo) suelen tener mayor tolerancia a los cloruros. De hecho, existen clasificaciones concretas en función de lo tolerante que es una planta a la presencia de cloruros en el suelo:

  • 1. Plantas halófitas extremas. Aquellas que ven estimulado su crecimiento con concentraciones de 100-200 mM [Cl-]ext.
  • 2. Plantas halófitas tolerantes. No ven estimulado su crecimiento por la presencia de sales, reducen ligeramente su crecimiento pero con posibilidad de desarrollo a altas concentraciones salinas.
  • 3. Plantas ligeramente tolerantes o sensibles  que ven reducido su crecimiento notablemente en dichos rangos de concentración. Este grupo es muy amplio.
  • 4. Plantas extremadamente sensibles a salinidad. Aquellas que sufren con concentraciones mínimas de cloruros.

En el grupo 1 podemos situar a las plantas costeras que soportan bien el salitre, y por tanto la presencia de cloruros en altas concentraciones. En el grupo 2 tendríamos plantas como la remolacha azucarera. Es bastante tolerante a la salinidad. En el grupo 3 podemos incluir algunas especies de césped del género Festuca, el algodón, el tomate como ligeramente tolerantes y la  soja o las alubias como poco sensibles. En el grupo 4 tenemos a los cítricos, otros frutales, el tabaco o el lúpulo.

Para que nos hagamos un idea. 1 miliequivalente/L de cloruro equivale a un mM/L lo que supone una cantidad de aproximadamente 3,55mg/L. Es decir Las plantas ligeramente tolerante pueden soportar hasta 177mg/L de cloruros en el medio. Y las muy sensibles podrían incluso soportar algunas decenas de mg/L.

agua concloro

El otro cloro. El de potabilizar el agua

Los tratamientos de potabilización de agua de red en cualquier ciudad del mundo moderno están pensados para llevar agua totalmente salubre y libre de contaminantes y microorganismos. Esto se consigue con varios métodos, que, dependiendo de la administración, del país etc. serán unos otros. Se utilizan radiaciones UV como desinfectante, ozono y cloro principalmente, siendo este último el más común, por precio y eficiencia principalmente. Hay muchos compuestos clorados pero el más habitual es en forma de hipoclorito sódico (NaClO). Es también el cloro que se utiliza en piscinas para evitar la formación de algas y proliferación de microorganismos ya que el agua de piscina es un agua estancada.

¿Cuánto cloro tiene el agua de red de abastecimiento?

Esto está ya muy estudiado y regulado. La cantidad de cloro libre residual de cualquier agua potabilizada debe estar por debajo de 1 ppm, menos de 1mg/l de agua. Hay que dejar clara una cosa. Estos valores son los que se suponen que deben quedar como cloro residual después de reaccionar. El cloro reacciona con microorganismos (germicida) con la materia orgánica, con otros compuestos inorgánicos (formando sales) o hidrolizándose con el propio agua.

Las cantidades de cloro por tanto que se vierten aguas arriba (en la potabilizadora) son mayores. Siempre hablamos del cloro residual, el que queda después de todas estas reacciones en todo el recorrido de la red hasta nuestros grifos, que al fin y al cabo es que nos vamos a beber nosotros o nuestras plantas de casa, a fin de cuentas. ¿Y cómo se calcula?

Es bastante complejo porque la concentración de este cloro varía en función del pH del agua, la temperatura, la cantidad de cal, de materia orgánica, sales… no es algo estático, aunque las potabilizadoras por lo general lo tienen bastante controlado de forma informatizada. Las redes de abastecimiento tienen puntos de medición y recloración en caso de que los límites estén por debajo de lo que se considera salubre.

Y digo por lo general porque en los núcleos rurales pequeños con un depósito de agua de manantial (el depósito del pueblo) al que tratan con cloro, hay veces que, por la razón que sea el agua viene enturbiada de cloro, blanquecina. Y lo digo con conocimiento de causa. He visto pilones de los pueblos con toda la vida vegetal (algas) totalmente quemada por un exceso de cloro aguas arriba en el depósito pertinente.

Evidentemente, las concentraciones son bastante bajas si se dosifica con controladores totalmente informatizadnos y no suponen ningún riesgo para la salud. Sí es cierto, que en algún momento puede emanar cierto olor a cloro del agua recién sacada del grifo, pero no suele suponer un problema.

agua con cloro¿Es perjudicial este cloro residual para las plantas?

Lo normal es que no. Esta cantidad es tan ínfima que no suele suponer un problema en el crecimiento de nuestras plantas de interior o del jardín. Puede haber plantas sensibles a esto como algunas tropicales como la calateao o la drácena.

Sólo hemos encontrado un artículo que especifica una cierta fitotoxicidad a nivel celular en la raíz causada por hipoclorito sódico en el cultivo de cebolla en el que concluyen que con cantidades de 1ppm (1mg/l) no resulta nada perjudicial. Con concentraciones superiores sí parece haber efectos. Te dejamos la referencia al final del post en la bibliografía.

De todas formas si ves que una planta de interior de tu casa enferma o le pasa alga, piensa en el agua clorada como el último de tus problemas. Puede haber otros mil motivos más comunes antes que una posible fitotoxicidad por cloro residual del agua potable.  Motivos como exceso de riego, falta o exceso de luz directa, cambio de sustrato, pudrición radicular por encharcamiento del sustrato, falta de abono…

De todas formas, siempre podemos eliminar el cloro dejando reposar el agua durante unas horas en un recipiente abierto. El cloro se acabará yendo y esa pequeñísima parte de cloro residual acabará despareciendo.

Fuente: agromatica.es

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Huella agrológica como tecnología para la nutrición vegetal

Huella agrológica como tecnología para la nutrición vegetal
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El cambio climático mundial es resultado del aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero inducidos por la acción humana. Esta modificación global del clima afectará severamente diversos sectores, se espera que el incremento de las temperaturas provoque escasez de agua e inundaciones. Se estima que muchas poblaciones de animales y plantas puedan reducirse en tamaño, debido a las altas temperaturas y a las menores precipitaciones, lo que limitará la disponibilidad de fuentes alimentarias esenciales para la nutrición del ser humano.

Las alteraciones generadas por el cambio climático afectarán seriamente la agricultura a nivel mundial. El calentamiento global ocasionará que se produzca una disminución en los rendimientos de los cultivos, debido a las crecientes temperaturas y a las menores precipitaciones, lo que a su vez agudizará la inseguridad alimentaria.

Durante la cumbre del cambio climático (COP21), celebrada en París entre el 28 y 30 de noviembre de 2015, México, junto a otras 194 naciones, refrendaron su compromiso para fortalecer el modelo de producción económica sustentable, estableciendo un acuerdo para reducir en al menos un 30% las emisiones de gases de efecto invernadero para el año 2020.

Huella de carbono

En ese sentido, las actividades productivas desarrolladas en el país, como en cualquier otra parte del mundo, en la medida en la que utilizan energía a lo largo de sus cadenas de valor, son responsables de una cantidad significativa de emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera. La agricultura no es una excepción, ya las prácticas agrícolas actuales son responsables de la emisión de más del 30% del total de gases de efecto invernadero producidos globalmente. La suma de esas emisiones de gases es lo que se denomina huella de carbono.

La agricultura juega un importante papel en el balance de los tres gases de efecto invernadero más significativos; dióxido de carbono (CO2), óxido de nitrógeno (N2O) y metano (CH4). Particularmente, las emisiones de N2O están relacionadas con el manejo del suelo y el uso de fertilizantes nitrogenados.

El óxido nitroso absorbe radiación infrarroja de la atmósfera contribuyendo al efecto invernadero, siendo actualmente el responsable del 5% del calentamiento global y pudiendo llegar hasta valores del 10% en el futuro cercano.

Las emisiones de N2O se ven muy influenciadas por la humedad, temperatura, contenido de carbono, nitrógeno del suelo y tipo de fertilizante. En general, se producen menos emisiones de N2O cuando el contenido de materia orgánica es menor, por ello, la aplicación de compostas y otros biofertilizantes favorecen la emisión de este gas invernadero.

Además, el nitrógeno aplicado el suelo a través de fertilizantes salinos tiene un índice de asimilación muy bajo por las plantas. Del total de fertilizante que se aplica al suelo, dependiendo del manejo y del tipo de fertilizante aplicado, más del 50% (hasta el 80%) es perdido por la lixiviación.
El nitrógeno se pierde también por la volatilización de los gases que se producen en el suelo, amonio, óxido nítrico y óxido nitroso.

Por otro lado, los fertilizantes orgánicos pueden provocar impactos ambientales negativos si no existe un control en el almacenamiento, el transporte o la aplicación, debido a la emisión de gases contaminantes hacia la atmósfera, y la acumulación de metales pesados en el suelo y en los cuerpos hídricos superficiales.

Es importante que los productores agrícolas se aseguren de que el tipo, la cantidad y el tiempo de aplicación del nitrógeno no resultara en una pérdida significante por desnitrificación, volatilización o lixiviación. Una buena estructura en el suelo mejora la eficacia en el uso del nitrógeno y reduce las pérdidas de N2O. Optimizar la eficiencia de nitrógeno es la clave para mantener y hasta incrementar la productividad y las ganancias del campo.

Agricultura sostenible

El manejo inadecuado de los agroecosistemas con fines de uso agrícola, ha originado en mayor o menor medida cambios y deterioro de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, con el consiguiente efecto de disminución sobre la productividad y la producción en general. Por lo anterior, resulta crítico contar con prácticas de agricultura sostenible que, además de reducir el impacto de la agricultura en el medio ambiente, mejoren el rendimiento de los cultivos.

La fuente de fertilizantes y el manejo del cultivo pueden afectar las emisiones de N2O.
Los fertilizantes de liberación controlada y estabilizados son productos que minimizan el potencial de pérdidas de nutrientes al ambiente, cuando se comparan con los fertilizantes salinos convencionales. Los fertilizantes que no se evaporan ni se lixivian deben ser preferentemente utilizados. Sus beneficios para reducir las emisiones de N2O son una alternativa a corto plazo para disminuir el daño ecológico generado por la actividad agrícola.

En este sentido, la nutrición vegetal basada en el uso de coloides amfífilos enantiomórficos permite trasladar los nutrientes desde el medio externo que sustenta la planta (suelo u otro sustrato), y transportarlos de forma precisa hasta el nivel intracelular de las células de los tejidos y órganos donde la planta los requiera.

Con base a ello, se pueden suministrar nutrientes en la forma y cantidades necesarias para acelerar o desacelerar procesos vegetativos o productivos, ya que la tecnología basa en coloides amfífilos posibilita aplicar nutrientes miles de veces más pequeños que las partículas de fertilizantes químicos, lo que convierte a los nutrientes aplicados en ultra-asimilables, y que además no generan efectos adversos al suelo, reduciendo así el deterioro del terreno agrícola.

La tecnología de los coloides amfífilos eficientizan el suministro de nutrientes a las plantas, disminuyendo las emisiones de gases de efecto invernadero y pérdidas por lixiviación, al volver los micro y macro nutrientes en sustancias ultra-asimilables, lo cual permite aplicar sólo la cantidad de fertilizante que la planta requiere.

Esta tecnología para la nutrición vegetal es totalmente amigable con el medio ambiente, debido a que utilizan las cantidades adecuadas de nutrientes en función de la actividad metabólica de las plantas. Esto proporciona un 100% de integración asimilativa de los nutrientes al tejido vivo, tanto vegetativo como generativo. En contraste con los métodos de fertilización salina u orgánica.

Fuente: www.hortalizas.com

Foto de portada: www.valleybolivia.com

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