Optimización del Manejo de Cultivos: Hormonas, Nutrientes y Sustratos

Optimización del Manejo de Cultivos: Hormonas, Nutrientes y Sustratos

Funciones de las Hormonas Vegetales y sus Lugares de Síntesis

Las hormonas vegetales son compuestos orgánicos que regulan el crecimiento, desarrollo y respuestas al estrés en las plantas. A continuación, se detallan las principales hormonas vegetales, sus funciones y lugares de síntesis:

Auxinas

Las auxinas funcionan como reguladores del crecimiento, en particular produciendo el crecimiento en tamaño de las células (elongación), aunque en algunos tejidos pueden estimular también la división celular. Se sintetizan en los meristemos apicales de los tallos y son transportadas hacia la parte inferior de la planta.

La cantidad de auxinas presentes en la planta también está influida por el resto de las hormonas vegetales: las citoquininas y las giberelinas producen un aumento de la cantidad de auxinas, mientras que el etileno hace que disminuya.

Giberelinas

Las giberelinas son también hormonas que estimulan el desarrollo de la planta, aunque de un modo diferente a como lo hacen las auxinas: su principal efecto es estimular el desarrollo del tallo, pero por debajo del meristemo apical, y también estimulan la germinación de las semillas y la movilización de nutrientes en ellas.

Las giberelinas se sintetizan, en general, en las partes en desarrollo, y en particular son especialmente abundantes en las estructuras reproductivas.

Citoquininas

Las citoquininas o citocininas se encargan de regular los procesos de división celular. Dentro de la planta se sintetizan en el meristemo apical de las raíces, aunque también se encuentran en abundancia en frutos y semillas inmaduras.

Las citoquininas son producidas como respuesta a la luz roja (por lo que parece estar implicado el fitocromo), y son también estimuladas por el aumento de la concentración de oxígeno en el medio o por la presencia en el suelo de nitratos y sulfatos. Las bajas temperaturas también son un importante activador de las citoquininas.

Ácido Abscísico

Esta hormona es responsable de la inhibición de muchos procesos de crecimiento de las plantas, así como de la dormición de yemas y de la caída (abscisión) de las hojas, proceso este último de donde procede su nombre. Se sintetiza prácticamente en todos los órganos de la planta, en particular en respuesta a condiciones adversas.

Etileno

El etileno es una sustancia estructuralmente muy sencilla (es el compuesto insaturado más simple que existe) que se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente. Aunque la actividad hormonal de una sustancia gaseosa pueda parecer extraña, lo cierto es que su principal efecto es un hecho ampliamente conocido: la presencia de fruta madura acelera la maduración de otras piezas más verdes. El etileno es producido en mayor o menor medida por todos los órganos de la planta en algún momento de su desarrollo, siendo los órganos más activos los meristemos y los nodos.

Mecanismos de Defensa de las Plantas

Las plantas tienen una variedad de mecanismos de defensa para protegerse contra patógenos, que incluyen bacterias, hongos, virus y nematodos. Estos mecanismos se pueden clasificar en dos grandes grupos: defensas constitutivas y defensas inducidas.

Estos mecanismos trabajan en conjunto para proteger a las plantas contra una amplia gama de patógenos, y la capacidad de una planta para responder a infecciones a menudo determina su éxito en ambientes naturales y agrícolas.

Uso de Aminoácidos en Agricultura

Los aminoácidos son elementos esenciales de las enzimas que catalizan la síntesis de azúcares, almidón y otros componentes de hojas, flores y frutos. Aminoácidos como la Lisina y Arginina, contribuyen al aumento de clorofila de las hojas y retrasan el envejecimiento, con lo que se intensifica el rendimiento de la fotosíntesis. Se pueden mezclar con todos los productos fitosanitarios y abonos líquidos, facilitando su acción, con el consiguiente ahorro de gasto en la explotación. De tal manera, podemos mencionar los 20 aminoácidos esenciales que actúan en el sistema vegetal, cada uno cumpliendo determinadas funciones.

Principalmente se usan para aliviar a la planta del estrés, para que no tenga que fabricarlos por su cuenta, ya que gastan mucha energía en eso.

Sí, se pueden aplicar en fertirriego, al final del riego.

Tensiómetros en la Gestión del Riego

En una estación, se colocan dos tensiómetros: uno nos indica cuándo regar y otro cuándo tenemos drenaje. El tensiómetro se ve afectado cuando estresamos la planta sin agua, la tierra se seca y le entra aire al tensiómetro.

Sustratos para Hidroponía

En hidroponía, los sustratos actúan como soporte físico para las plantas y deben permitir un buen equilibrio entre la retención de agua, la aireación y el drenaje. Algunos tipos de sustratos comunes son:

• Fibra de coco: Retiene agua de manera eficiente y ofrece buena aireación. Es renovable y biodegradable.
• Perlita: Material volcánico que mejora el drenaje y la aireación. Se usa a menudo en combinación con otros sustratos.
• Vermiculita: Absorbe y retiene nutrientes y agua. Su estructura ayuda a mantener las raíces hidratadas.
• Grava: Proporciona excelente drenaje pero no retiene agua. Ideal para sistemas de flujo y reflujo.

Importancia del Drenaje en Hidroponía

El drenaje se refiere al flujo eficiente del exceso de agua y nutrientes que no son absorbidos por las raíces de las plantas. Este aspecto es crucial en hidroponía por las siguientes razones:

• Evita la saturación de las raíces: Las raíces necesitan oxígeno para respirar; un exceso de agua puede asfixiarlas.
• Previene enfermedades: Un mal drenaje puede generar acumulación de humedad, favoreciendo hongos y bacterias perjudiciales.
• Controla la acumulación de sales: El drenaje elimina las sales acumuladas que pueden dañar las raíces y afectar el equilibrio de nutrientes.

Inconvenientes y Ventajas de la Hidroponía

Inconvenientes

• Costo inicial elevado: La instalación de sistemas hidropónicos requiere una inversión significativa.
• Dependencia tecnológica: Sistemas avanzados dependen de bombas, temporizadores y monitoreo constante.
• Riesgo de fallos: Un error en el suministro de nutrientes o una interrupción eléctrica puede dañar rápidamente los cultivos.
• Aprendizaje técnico: Se requiere capacitación para manejar los sistemas y ajustar nutrientes y pH.

Ventajas

• Ahorro de agua: Utiliza entre un 70-90% menos agua que los cultivos tradicionales.
• Optimización del espacio: Es ideal para espacios pequeños y cultivos verticales.
• Rendimiento más alto: Las plantas crecen más rápido y producen más debido al suministro directo de nutrientes.
• Sin restricciones de suelo: Permite cultivar en áreas con suelo pobre o inexistente.
• Menor uso de pesticidas: Al eliminar el suelo, se reducen los riesgos de plagas.
• Control total: Es más fácil ajustar y monitorear las condiciones de cultivo, como pH, nutrientes y humedad.

Desinfección de Suelo en Agricultura Ecológica

Algunos métodos para desinfectar el suelo en agricultura ecológica incluyen:

• Solarización
• Biosolarización (con estiércol tapado)
• Mostaza

Casi todos actúan por temperatura, por lo que se necesita un plástico que aguante los gases y la temperatura, es decir, que no transpire.

Cálculos de Materia Orgánica y Fertilizantes

Incremento de Materia Orgánica con Estiércol

Si un agricultor aporta 32 toneladas de estiércol bien descompuesto a un invernadero de 9500 m², y la densidad aparente (D.a.) es 1.3:

El cálculo del incremento de materia orgánica (M.O.) sería:

Ms = (S x P x D.a. x %M.O.) / (%MS x K1) = 32 Tn = 2470 x %M.O. / 0,101 = %M.O. = 0,0013 = 0,13%

Cálculo de meq/L de H₂PO₄^–

Para calcular cuántos meq/L de H₂PO₄^– se aportan al destruir 2.4 mmol/L de HCO₃^–, se asume una relación 1:1, por lo que serían 2.4 meq/L.

Cálculo de meq/L de Nitrato Potásico

Si el peso molecular del nitrato potásico es 101 mg/mmol, 350 mg serían:

350 mg / 101 mg/mmol = 3.47 mmol/L, que equivalen a 3.47 meq/L.

Fertilizante para la Cosecha de Pimiento

Para el fin de cosecha de pimiento (últimas dos semanas), si tuviera que elegir solo un fertilizante para aportar, sería sulfato potásico, para que madure lo más rápido posible.

Problema de la Urea Cristalina en Fertirriego

El principal problema de la urea cristalina en aplicación por programador de fertirriego es que no sube la conductividad porque no se disocia.

Compatibilidad de Fertilizantes en Tanques

No se pueden aportar al tanque de calcio las necesidades de P₂O₅ porque el fósforo no es compatible con el calcio en altas concentraciones. En concentraciones bajas de fósforo sí se puede, pero en este caso no.

El fertilizante que más problemas de solubilidad daría en invierno cuando las temperaturas son más bajas es el sulfato potásico.

Tiempo de Riego para Cultivo de Pimiento

Para un cultivo de pimiento trasplantado en la segunda quincena de junio, con una superficie de 6000 m², goteros de 3 L/hora, dos goteros por metro (6 L/h), distancia entre líneas de 1 m y distancia entre goteros de 50 cm, si se necesitan 1.9 L/m²:

6 L ——- 60 min

1.9 L ——- X

X = 19 min

Identificación de Niveles Hormonales

• Auxinas elevadas: En calabacín se identifica en la axila de la hoja con una mancha blanca.
• Citoquininas elevadas: Si un cultivo está regulado, vamos a tener entrenudos cortos, lo que indica predominancia de citoquininas. Si no estuviera regulado, habría entrenudos largos, indicando predominancia de auxinas.

Corrección de Carencia de Hierro en Suelo Alcalino

Cuando el pH del suelo es superior a 8, se debe aportar hierro en forma quelatada para corregir una carencia.

Sustancias para Fertirriego

Diez sustancias que se podrían utilizar en fertirriego diferentes de fertilizantes minerales y su función:

1. Sulfato de magnesio (kieserita): Aporte de magnesio.
2. Sulfato de calcio (yeso agrícola): Aporte de calcio y azufre, mejora la estructura del suelo.
3. Sal de magnesio: Aporte de magnesio.
4. Carbonato cálcico: Aporte de calcio, regula el pH.
5. Azufre elemental: Aporte de azufre, acidifica el suelo.
6. Sulfato de potasio con sal de magnesio: Aporte de potasio y magnesio.
7. Fosfato natural blando (roca fosfórica): Aporte de fósforo.
8. Fosfato aluminocálcico: Aporte de fósforo y calcio (limitado a suelos básicos con pH > 7.5).
9. Ácidos húmicos: Mejoran la estructura del suelo y la disponibilidad de nutrientes.
10. Aminoácidos: Alivian el estrés de la planta y mejoran la absorción de nutrientes.

Relación entre Conductividad Eléctrica y Gramos por Litro

Aproximadamente, una conductividad eléctrica (C.E.) de 2 dS/m corresponde a:

C.E. x 0.85 = 2 x 0.85 = 1.7 g/L

Productos para Aumentar la Defensa de las Plantas

Para aumentar la defensa de las plantas, se pueden utilizar productos como:

• Silicio: Fortalece las paredes celulares y activa mecanismos de defensa interna.
• Quitosano: Estimula la producción de fitoalexinas y mejora la resistencia a patógenos.
• Extractos de algas: Aportan fitohormonas y mejoran la resistencia al estrés.

Sistema de Resistencia Adquirida (SAR)

El SAR (Sistema de Resistencia Adquirida) es un mecanismo de defensa sistémico que se activa en respuesta a un ataque localizado por patógenos. Este sistema proporciona una protección duradera contra una amplia gama de patógenos en toda la planta.

Inyección de Materias Orgánicas por Goteo

Un cuidado importante en la inyección de materias orgánicas por goteo en el cabezal de riego con programador es que puede empañar la sonda. Se debe investigar más al respecto para encontrar soluciones adecuadas.

Factores que Influyen en el Consumo de Agua de un Cultivo

El consumo de agua de un cultivo está influenciado por:

• Tipo de invernadero: En un multitúnel siempre se gasta más agua.
• Encalado: Uno sin encalar gasta más agua.
• Estado fenológico del cultivo.
• Época de siembra: En invierno se gasta menos agua.
• Tipo de C.E. del agua: A mayor C.E., se riega más para lavar las sales.

Colocación de una Sonda Rhizon

Pasos para colocar una sonda Rhizon:

1. Preparar el área de inserción.
2. Insertar la sonda en el suelo húmedo.
3. Conectar la sonda a un sistema de vacío.
4. Extraer la solución del suelo lentamente.
5. Analizar la solución extraída.

Silicio en la Prevención de Plagas y Enfermedades

El silicio ayuda a prevenir ataques de plagas y enfermedades porque actúa como un fortificante natural, mejorando las defensas estructurales y fisiológicas de los tejidos vegetales. Endurece los tejidos.

El silicio no solo actúa físicamente, también activa mecanismos de defensa interna en las plantas:

• Producción de fitoalexinas: Sustancias antimicrobianas que las plantas generan para combatir hongos, bacterias y virus.

Funciones de los Macronutrientes

Calcio

• Forma parte de la pared celular.
• Actúa en la división celular.
• Participa en la activación enzimática.

Magnesio

• Componente central de la clorofila.
• Cofactor enzimático.
• Participa en la síntesis de proteínas.

Nitrógeno

• Componente de aminoácidos y proteínas.
• Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN).
• Esencial para el crecimiento vegetativo.

Azufre

• Componente de aminoácidos (metionina y cisteína).
• Forma parte de vitaminas y coenzimas.
• Participa en la formación de proteínas.

Fósforo

• Componente de los ácidos nucleicos (ADN y ARN).
• Esencial en la transferencia de energía (ATP).
• Participa en la fotosíntesis y la respiración.

Potasio

• Regula la apertura y cierre de estomas.
• Activa enzimas.
• Participa en la síntesis de proteínas y carbohidratos.

Renovación del Aire en Invernaderos y Concentración de CO₂

Es importante renovar el aire del invernadero ya que:

• Evita la acumulación de calor excesivo.
• Controla la humedad.
• Renueva el CO₂, ya que las plantas durante la fotosíntesis toman CO₂ y expulsan O₂.

A medida que se reduce la cantidad de CO₂, las plantas pierden la capacidad de producir azúcar y energía, afectando a su crecimiento.

Aminoácidos Específicos y sus Funciones

• Enraizar: Glicina, Arginina.
• Florecer: Triptófano (precursor del ácido indolacético, AIA).
• Síntesis del resto de aminoácidos: Ácido glutámico.
• Formación de clorofila: Alanina.
• Osmopresor: Prolina (ayuda a las plantas a adaptarse al estrés hídrico o salino).

Fitoalexinas

Las fitoalexinas son metabolitos secundarios de naturaleza química compleja, principalmente flavonoides de bajo peso molecular, que se sintetizan en los vegetales después de una infección microbiana. La síntesis se puede disparar por la acción de factores como elicitores o inductores que son sustancias capaces de accionar la producción de fitoalexinas, regulando los genes esenciales del crecimiento y desarrollo de la planta. Las plantas son capaces de defenderse por sí mismas de hongos y bacterias mediante las fitoalexinas. Normalmente, las fitoalexinas no se detectan en las plantas ya que no están almacenadas. Estas se empiezan a producir muy rápidamente (de 1 a 8 horas después de sufrir un “ataque”), cuando la planta es atacada por hongos o bacterias formándose alrededor de la infección.

Orden de Importancia de Factores en el Cultivo

1. Clima: Define las condiciones generales de crecimiento.
2. Variedad: Debe estar adaptada al clima y condiciones locales.
3. Dosis de riego: Esencial para las funciones fisiológicas de la planta.
4. Nutrición: Vital para el desarrollo saludable.
5. Labores culturales: Optimizan el cultivo y mejoran la calidad.

Cálculo de Fertilizante Máximo en Finca

Para un invernadero de 7000 m²:

• 5 primeros días después del trasplante: Cantidades mínimas, ajustadas a las necesidades iniciales del cultivo.
• Cultivo en plena recolección: Ajustar según la demanda del cultivo y los análisis de suelo y savia.

Datos:

• Goteros: 1 m x 0.25 m
• Caudal: 1.8 L/h
• Tiempo de riego: 30 minutos

Equilibrio de Abonado

Ejemplo de equilibrio de abonado:

• 2 kg de nitrato potásico x 1000 m²
• 1 kg de fosfato monoamónico
• 2 kg de nitrato de calcio
• 1 kg de nitrato potásico

Modificación del Sistema Hormonal de la Planta

A. Despunte del ápice de crecimiento en un tomate: Se rompe la fábrica de auxina.

B. Mucha luminosidad y elevada temperatura dentro del invernadero: Predominio de citoquininas.

C. Invernadero de pimientos con mucho blanqueo: Mucha auxina.

D. Frutos de pimientos pintones y planta cargada: Etileno.

E. Planta de sandía enviciada: Auxina.

Análisis de Savia: Valores Óptimos y Procedimiento

Valores Óptimos

• C.E. (Conductividad Eléctrica): Zona de seguridad entre 5.5 y 9 mS/cm.
• pH: Zona de seguridad entre 4.5 y 8. pH óptimo: 6.4.
• °Brix: Varía según el cultivo.

Procedimiento de Recolección de Peciolos

1. Dividir la altura de la planta en 4 niveles iguales.
2. Recolectar peciolos de los niveles 2 (joven) y 3 (madura).
3. Evitar plantas en bordes o finales de línea.
4. Recolectar peciolos de 8-15 plantas representativas.
5. Extraer la savia en el menor plazo posible.
6. Prensar los peciolos y depositar la savia en envases marcados.

Recomendaciones de Abonado

A. Abonadora simple (kg/1000 m²): Ajustar la dosis según el cultivo y la etapa de crecimiento.

B. Programador de riegos (% + C.E. + pH): Monitorear y ajustar según los valores de C.E. y pH.

C. Venturis (L/h): Ajustar la dosis según el caudal y las necesidades del cultivo.

Valores Normales de Sonda de Succión

A. pH 8.5: Si el pH es alto y se riega a 6 de pH, subirá por el efecto tampón.

B. C.E. de riego 3 dS/m: Habrá más en el suelo.

C. H₂PO₄^–: Baja, precipita.

D. NO₃^–: Lo que no se come la planta se pierde, depende de la planta.

Uso de Aminoácidos en Agricultura Ecológica

Sí, los aminoácidos pueden usarse en agricultura ecológica siempre que provengan de fuentes autorizadas por los reglamentos de certificación ecológica.

Requisitos

• Deben ser de origen natural (proteínas hidrolizadas de plantas o subproductos animales aprobados).
• No se permiten aminoácidos sintéticos.

Beneficios

• Mejora la absorción de nutrientes.
• Incrementa la resistencia al estrés abiótico.
• Actúa como bioestimulante.

Aminograma de un Producto Comercial

El aminograma detalla la composición de aminoácidos presentes en el producto. Es importante por las diferentes funciones de cada aminoácido.

Aspectos Clave

• Cantidad total de aminoácidos libres: Idealmente ≥ 6-8% en aminoácidos libres.
• Proporción de aminoácidos esenciales: Prolina, triptófano, glutamina, glicina.
• Aminoácidos funcionales predominantes:
  • Prolina: Resistencia al estrés.
  • Glicina: Precursor de clorofila.
  • Arginina: Estimula la floración y fructificación.

Factores a Considerar al Elegir un Aminoácido

• Origen de los aminoácidos: Preferir origen vegetal.
• Concentración de aminoácidos libres: Buscar alta proporción.
• Funciones específicas según el cultivo:
  • Estrés abiótico: Prolina y glicina.
  • Floración/fructificación: Triptófano y arginina.
  • Clorofila/fotosíntesis: Glicina y glutamina.
• Compatibilidad con otros productos.

Prescripción de Microelementos

Finca 1 – Abonadora convencional: Dosis: 300 kg/100 m. Ajustar según el producto y las necesidades del cultivo.

Finca 2 – Tanques con programador: Dosis: 2-3 kg/tanque de nitrato de calcio si el pH no es inferior a 6.

Productos para Suelos con Exceso de Sales

Recomendaciones:

• Agua: Lavado de sales.
• Materia orgánica: Mejora la estructura del suelo y la retención de agua.
• Yeso agrícola: Desplaza el sodio y mejora la estructura del suelo.
• Aminoácidos: Ayudan a las plantas a tolerar la salinidad.

Diferencias entre Ácido Húmico y Ácido Fúlvico

Las sustancias húmicas son restos orgánicos ácidos de difícil degradación. Los ácidos húmicos son la fracción más insoluble, mientras que los ácidos fúlvicos tienen mayor solubilidad, mayor cantidad de grupos funcionales y menor peso molecular.

Propiedades de las Sustancias Húmicas

Dosis recomendada: 1 L/1000 m².

Propiedades Físicas

• Mejoran la estructura del suelo.
• Mejoran la capacidad de retención de agua.
• Incrementan la temperatura del suelo.

Propiedades Químicas

• Transportadores de metales (ácidos fúlvicos).
• Alta capacidad de intercambio catiónico (ácidos húmicos).
• Controlan la disponibilidad de nutrientes y elementos tóxicos (ácidos húmicos).
• Acidificantes.

Propiedades Biológicas

• Ambiente adecuado para microorganismos.

Propiedades Fisiológicas

• Liberan precursores de hormonas vegetales.
• Incrementan la absorción de micronutrientes.

Metan Potasio para Desinfección de Suelos

El metan potasio se utiliza para desinfectar suelos. Pasos para su aplicación:

1. Humedecer el suelo.
2. Colocar plástico y gomas debajo del plástico.
3. Aplicar el producto.
4. Riego con agua limpia.
5. Dejar actuar 15 días.
6. Airear una semana.

Aporte de Estiércol de Cerdo en Agricultura Ecológica

Para agricultura ecológica, la cantidad máxima de estiércol de cerdo es de 170 kg/ha de nitrógeno. En 5000 m², se podrían aportar 85 kg de nitrógeno de estiércol de cerdo, lo que equivale a 17000 kg de estiércol.

Sustancias Biológicas para Nutrición Vía Riego

1. Sustancias húmicas: Mejoran la estructura del suelo y la disponibilidad de nutrientes.
2. Bionutrientes: Estimulan los procesos naturales del metabolismo de las plantas (vitaminas, enzimas).
3. Ácidos polihidroxicarboxílicos: Mezcla de ácidos orgánicos (glucónico, glutárico, oxálico, sacárico, trihidroxiglutárico).
4. Bioactivadores: Aminoácidos y extractos de algas. Aportan nitrógeno y mejoran la resistencia al estrés.

Valores Analizables con Ionómetros en Finca con Sonda de Succión

Se pueden analizar diversos iones y parámetros, como NO₃^–, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, pH, C.E., entre otros.

Tipos de Algas para Riego y sus Usos

• Ecklonia maxima: Genera mucha auxina, promueve el crecimiento.
• Algas coralinas (maërl): Acondicionadores de suelo, corrigen el pH en suelos ácidos y aportan elementos traza.
• Ascophyllum nodosum: Rica en fitohormonas, mejora la resistencia al estrés y el desarrollo general de la planta.

Recogida de Pedúnculos para Análisis de Savia

Los pasos son los mismos que para la recogida de peciolos (ver sección anterior).

Compatibilidad de Fertilizantes en Tanques

A. Nitrato potásico con sulfato potásico: Compatible.

B. Nitrato de calcio con microelementos: Compatible si el pH no es inferior a 6.

C. Ácido fosfórico con fosfato monoamónico: Compatible.

Tiempo de Llegada del Fertilizante desde Abonadora a Goteros

Para saber lo que tarda en llegar el fertilizante desde una abonadora convencional hasta los goteros, se puede añadir materia orgánica o quelato de hierro, abrir el agua y cronometrar hasta que se vea salir el agua tintada de rojo por los goteros.

Estadios Fenológicos