EVALUACIÓN DE DOS SISTEMAS PRODUCTIVOS DE LECHUGAS HIDROPÓNICA EN EL

TRÓPICO SECO DE COSTA RICA

UNIVERSIDAD TÈCNICA NACIONAL SEDE DEL PACÌFICO Biol. Chacaltana Vásquez Paúl Wilfredo Esparza, Diciembre 2011, Costa Rica

RESUMEN

Palabras claves: Cultivos Hidropónicos a la intemperie, Evaluación de sistemas productivos,

CVG ALUANASA, Costa Rica.

La investigación, se realizó según sistema de coordenadas geográficas, 84º 39’ Oeste, 9º 57’

Norte, sistema de coordenadas cartesianas Costa Rica Lambert Norte, 463,291 metros Oeste,

215,966 metros norte, a una altitud de 185 msnm, temperatura promedio de 38º, en la Finca

Agro ecológica de la empresa CVG ALUNASA, en el cantón de Esparza, Provincia de

Puntarenas, Costa Rica. Donde se estableció y se evaluó dos estructuras de producción

hidropónica a la intemperie; ambos modelos de estructuras (bandejas), se instalaron a una

altura aproximada de 0,8 metro, elaborados en diferentes materiales. Cada sistema en

evaluación estuvo constituido por 10 bandejas por sistema productivo, 1 estructura de

producción hidropónica en aluminio de la empresa CVG ALUNASA, con medidas de 1 x 1x 0.10

metro, la segunda estructura en evaluación de 10 bandejas tradicionales de madera 1 x 1 x

0.10 metro forradas con polietileno de 10 milímetros de espesor. Se utilizó como sustrato, polvo

de piedra de río, lavado, esterilizado con cloro al 1 %. Los dos sistemas de producción

hidropónica fueron alimentados con las mismas cantidades de suplementos nutricionales

adaptados para el trópico (A: potasio-Magnesio-Mono potásico, B: Vitel-Acido Bórico, C: Calcio),

con el mismo tiempo de aplicación en ambos sistemas en evaluación. De igual forma, se utilizó

un sistema de riego automático a cada uno de los sistemas con un tiempo promedio similar para

cada sistema productivo (sistema de goteo, 4 veces al día, cada 2 horas, por 2 minutos). Se

sembró 25 plantas de lechuga (Lactuca sativa) en cada bandeja en ambas sistemas de

producción hidropónica. Se midió el promedio de la biomasa en fresco total de la plantas de

lechuga (Sativa lactuca) producida en cada estructura de producción hidropónica, también se

midió el peso de biomasa en fresco de la parte aérea, mas la raíz de la planta de lechuga en

cada estructura en evaluación. Se analizó estadísticamente los resultados obtenidos entre las

dos repeticiones propuestas para la investigación, no encontrándose diferencias significativas en

el promedio de peso de biomasa total y parcial entre ambos sistemas en evaluación. El promedio

de las bandejas de ALUNASA mantienen un promedio de 7 gramos mas por planta de lechuga

en comparación con el sistema tradicional, el promedio de la parte aérea del sistema tradicional

arrojó un promedio de 6 gramos en comparación con las bandejas ALUNASA. El promedio del

peso de biomasa radicular de las bandejas ALUNASA arrojó datos mayores (7 gramos) en

comparación con los del sistema tradicional.

1. INTRODUCCIÒN.

En Costa Rica, la agricultura puede limitarse debido a las plagas en el medio ambiente, también

al alto costo en fertilizantes ineficientemente aprovechados por las plantas, elevadas

temperaturas y alta humedad, sequías, y variaciones climáticas. Los cultivos hidropónicos bajo

condiciones controladas pueden ser una alternativa viable para evitar estos problemas, Resh,

(1997). Especialmente en el trópico seco en que los cultivos se ven afectados por los cambios de

estaciones del clima, mediante el cultivo hidropónico se podrían proteger las plantas de la lluvia y

de la sequía del verano, lograr producción durante todo el año Langlais,( 2002).

En Costa Rica, la producción de hortalizas hidropónicas se ha incrementado en los últimos años.

Según FAO, (2009), la técnica de hidroponía aplica a la producción sin la utilización del suelo

como medio cultivo, esto incluye los cultivados en agua. Entre los sistemas hidropónicos más

utilizados se encuentran los cultivos en agua que pueden ser en inmersión, flotantes, de

recirculación de nutrientes y la técnica de flujo laminar de nutrientes Resh, (1997).

Los sustratos utilizados para hidroponía pueden ser orgánicos o inorgánicos. Entre los sustratos

inorgánicos más asequibles en la región del trópico seco de Costa Rica, apto para cultivos

hidropónicos, se encuentran: arena, grava, piedra volcánica, Martínez, (2001) y ladrillo molido

según Calderón, 2003. En cuanto a los sustratos orgánicos, se encuentran: el aserrín, la

cascarilla de arroz FAO (1990), fibra de coco, arena de río, piedra pómez, Ballestero, (1999),

cascarilla de arroz quemada y el carbón vegetal Calderón y Cevallos, (2003).

Los costos de una unidad hidropónica dependen de los materiales usados para la construcción

de las estructuras y el grado de tecnificación usado en el invernadero. Sin embargo las

modificaciones de la técnica se puede producir en condiciones a la intemperie, se pueden

cultivar planta en hidroponía y por ende bajar los costos de producción. El objetivo del presente

estudio, tiene como propósito evaluar la eficiencia productiva entre dos estructuras (Bandejas)

de producción hidropónica en la finca Agro ecológica CVG ALUNASA en pequeña escala en

condición ambiental a la intemperie (sin invernadero), en el trópico seco de Costa Rica.

2. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÒN

2.1 HIPÓTESIS.

Podría generarse diferencias significativas en la producción de lechuga (Lactuca sativa)

hidropónicas, por el uso de diferentes materiales del contenedor hidropónico (bandeja), bajo

condición ambiental de producción a la intemperie.

2.2 OBJETIVOS DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÒN

2.2.1 OBJETIVO GENERAL

Evaluar las diferencias en la producción de biomasa, entre dos sistemas (bandejas) productivos

hidropónicos de lechugas (Lactuca sativa), en condición ambiental a la intemperie con

fertirrigaciòn en la Finca Agro ecológica CVG ALUNASA.

2.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

- Analizar las ventajas entre ambas unidades de producción hidropónica

- Identificar diferencias en el rendimiento del peso de biomasa total y parcial en fresco de

las plantas de lechuga (Lactuca sativa), entre los 2 sistemas (bandeja) de producción

hidropónicas.

- Evaluar estadísticamente diferencias cuantitativas significativas, en la producción de

biomasa total y parcial entre los dos sistemas de producción Hidropónico.

5. MATERIALES Y MÉTODO.

5.1 LOCALIZACIÒN DEL ESTUDIO

El trabajo de investigación se realizó en el año 2011, en la Finca Agro ecológica de la Empresa

CVG ALUNASA, según sistema de coordenadas geográficas: 84º 39’’ Oeste, 9º 57’’ Norte,

según sistema de coordenadas cartesianas 463,291 metros Norte, 215,966 metros oeste, en el

Cantón de Esparza, provincia de Puntarenas, Costa Rica, (Figura 2) a una altitud de 185 msnm,

bajo condiciones de bosque seco tropical, con una temperatura promedio de 34º C, precipitación

anual promedio de 700mm, distribuidos entre los meses de mayo a diciembre (Instituto

Geográfico Nacional, 2010).

Figura 1; Mapa de Ubicación geográfica empresa CVG ALUNASA

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, Puntarenas, Costa Rica, año 2011

Figura # 2: Modelo de Productivo Hidropónico Finca Agroecológica CVG ALUNASA

Fuente: Paúl W. Chacaltana Vásquez, Año 2011

5.2 DISEÑOS DE SISTEMAS HIDROPÓNICOS EN EVALUACIÒN

Mediante el programa Microsoft Paint 2003, se diseño y distribuyó las plantas de lechugas y las

estructuras a utilizar en la investigación, considerando el área disponible, ocupada por cada

bancal o lote experimental, con orientación geográfica sur-norte.

Figura # 3: Establecimiento de los lotes experimentales en la Finca CVG ALUNASA

Fuente: Paúl Chacaltana Vásquez, año 2011.

CONDICIONES DEL ÁREA DE PRODUCCIÒN HIDROPÓNICA

Las condiciones del área de investigación, se caracterizó de no contar con invernadero para

regular la luminosidad, temperatura, plagas (Figura # 5)

La zona de producción cuenta con aproximadamente 225 metros cuadrados, delimitado con una

barrera de plástico de 1 metro hacia el norte y este.

Figura # 4: Cerca de protección de Zona de Producción hidropónica en ambiente a la

intemperie. Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, año 2011

ESTRUCTURAS DE PRODUCCIÒN HIDROPÓNICA EN EVALUACIÒN

ESTRUCTURA DE LA EMPRESA CVG ALUNASA

Bandeja de aluminio de 6 milímetros de grosor (figura 6), la cual fue medida, cortada,

posteriormente doblada en el taller de la Finca Agro-ecológica de la empresa CVG

ALUNASA, y fue adecuada para que cumplan con las medidas uniforme propuesta en la

investigación. Estas bandejas tienen 1 x 1x 0.10 metro, metro cuadrado. Para el presente

estudio se considero contar con 10 bandejas en estudio.

Figura # 5. Bandejas de la empresa CVG ALUNASA

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, año 2011

ESTRUCTURA TRADICIONAL MADERA-PLÁSTICO

Se utilizó madera 1 pulgada de grosor, y de 12 pulgadas de ancho por 4 metros de largo.

Se construyó el marco de madera de un metro cuadrado, por 10 cm. de fondo, el fondo se cubrió

de madera clavando y uniendo con el marco de madera (Figura 6).

Posteriormente se cubrió con plástico negro de 10 milímetros de espesor, a fin de prolongar la

vida útil de la madera. Todas las bandejas se contaron con dimensiones de 1 x 1 x 0,10 metro.

Figura # 6. Lote experimental 2, bandejas madera y plástico

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, año 2011

Figura # 7. Lote experimental 1, bandejas CVG ALUNASA

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, año 2011.

5.4.3 DESCRIPCIÒN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL.

SEMILLERO

La siembra del semillero para la primera repetición, se realizó el 1 de agosto del año 2011

utilizando charolas de polietileno de 200 cavidades, con dimensiones de 60 por 34 cm. (Figura

8). Se utilizó como sustrato de siembra arena de río lavada, cernida, desinfectada con cloro al 1

por ciento para la germinación, se humedeció hasta el punto de escurrimiento colocando una

semilla de Lactuca sativa variedad Georgia para la primera repetición, para la segunda repetición

se utilizó la variedad Valvanera por cavidad, la semilla se depositó a 0.5 cm de profundidad, se

cubrió con el mismo material de germinación, aplicando riego muy ligero, se estibaron las

clarolas en el estante de germinación el cual posee un sistema para mantener la humedad

relativa constante y favorecer la germinación. Los riegos aplicaron a diario durante la mañana y

al finalizar la tarde. El agua contenía una solución nutritiva para el trópico al 75 %. Las plantas

emergieron a los 5 días después de la siembra.

Durante el crecimiento de las plántulas, se realizaron aplicaciones preventivas orgánicas contra

plagas y deficiencias nutricionales.

Figura # 8: Zona de germinación en Finca Agro ecológica de CVG ALUNASA

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez

5.4.4 ESTABLECIMIENTO DE LOTES EXPERIMENTALES CON BANDEJAS

Se establecieron las dos estructuras de producción hidropónica en evaluación, los cuales se

mantuvieron bajo las mismas condiciones productivas a la intemperie, a una altura aproximada

de 0.8 metro, elaborados en diferentes materiales respectivamente, con 4 % de inclinación para

evacuación del reflujo de agua en los bandejas.

Se utilizó para ambos sistemas productivos, como sustrato polvo de piedra de río, lavado y

esterilizado con cloro al 1 %.

DISTRIBUCIÒN DE PLANTAS DE LECHUGA EN BANDEJA CVG ALUNASA

10 bandejas con lechuga por método de transplantes

25 plantas de lechuga por bandeja

DISTRIBUCIÒN DE PLANTAS DE LECHUGA EN BANDEJA TRADICIONAL

10 bandejas con lechuga por método de transplante.

25 plantas de lechuga por bandeja

Figura # 9: Distribución de plantas de lechuga por bandeja en ambos lotes en evaluación

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, año 2011

5.4.5 TRANSPLANTE Y MANEJO EN SISTEMAS PRODUCTIVOS

Se realizó el 19 de agosto del año 2011 para la primera repetición, bajo de condiciones de un día

normal en el trópico seco, en las dos sistemas de bandejas en evaluación, sustrato nivelado

previamente humedecido con la solución nutritiva posteriormente se sembró 25 plántulas de

lechuga ( Lactuca sativa) por bandeja.

Los cuales fueron alimentados en las mismas cantidades de suplementos nutricionales

adaptados para el trópico (A: Potasio-Magnesio-Monopotasio; B: Vitel-Acido Bórico; C: Calcio),

con el mismo tiempo de aplicación en ambos sistemas hidropónicos (Figura 9). De igual forma,

se utilizó el sistema de riego automático a cada una de las estructuras, con un tiempo promedio

similar para cada sistema productivo (sistema de goteo, 4 veces al día, cada 2 horas, por 2

minutos).

5.4.6 SOLUCIÒN NUTRIVA

La formulación química de la solución nutritiva utilizada, se originó a partir de solución descrita

por Steiner, (19961). La preparación de la solución se realizó de acuerdo a Steiner (1992),

ajustándose al PH del agua a 6.5.

Figura 10. Lotes experimentales etapa Final de producción, lectura de datos.

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, Costa Rica, año 2011.

5.4.7 ANÁLISIS DE DATOS.

Para el análisis de datos se realizó mediante un muestreo aleatorio simple de las plantas de

lechuga producidas en ambas estructuras (Bandeja) de producción hidropónica en evaluación

(Figura 10). Cada unidad experimental consistió en una bandeja, con la siembra de la cantidad

plantas idóneas de acuerdo a las necesidades fisiológicas de espacio de las plantas en cada

sistema de producción (25 plantas por bandeja). El muestreo, se realizó manualmente bajo un

sistema aleatorio simple, de cada bandeja se consideró 9 plantas de lechugas que se

encontraron en la parte interna, desechando las plantas de lechugas que se encontraban en el

borde de cada bandeja por efecto estadístico de borde.

De cada lote experimental (10 bandejas) se eligió 9 bandejas y extrajo 3 muestras de cultivo por

cada bandeja de los sistemas productivos en evaluación, en total 27 muestras en análisis por

repetición, se desecho una bandeja de ambos sistemas en evaluación, siendo la primera que se

encontraba en la orientación norte por efecto de borde. Se decidió por realizar 2 repeticiones con

las mismas condiciones ambientales y nutricionales.

Figura # 11: Determinación de la zona de muestra y zona de borde en las bandejas

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, año 2011

5.4.8 VARIABLES EN EVALUACIÒN

VARIABLES CUANTITAVAS DE RENDIMIENTO

- Biomasa total en fresco del peso en gramos de cada planta, para esta variable se

tomaron datos del peso total de cada planta por unidad de muestra por bandeja de

ambos sistemas en evaluación, se extrajo el peso promedio de planta en cada bandeja

en las 2 repeticiones.

- Rendimiento promedio de peso biomasa de la parte aérea de la planta en gramos por

unidad y por bandeja, en ambos sistema en evaluación considerando las dos

repeticiones.

- Biomasa del peso de la raíz expresado en gramos, de cada planta y el peso promedio

por bandeja, comparándolo con ambos sistemas en estudio considerando ambas

repeticiones.

- Temperatura promedio en ambos sistemas en evaluación.

- Tiempo efectivo de cosecha, desde el establecimiento de siembra hasta la cosecha en

ambos sistemas en evaluación.

- Se analizó estadísticamente los resultados obtenidos en 2 repeticiones, comparando

todos los resultados obtenidos entre los 2 sistemas productivos hidropónicos,

comparándolo con lo reportado en la literatura.

295294

270

263

240

250

260

270

280

290

300

va

lor

en

gra

mo

s

primera

repetición

segunda

repetición

Peso promedio de Biomasa Total

Bandeja CVG-Alunasa

Bandeja Madera-Plástico

RESULTADOS Y DISCUSIÒN

Los resultados que aquí se mencionan, son datos parciales de un estudio que se le podría dar

seguimiento o ser utilizados como material básico en posteriores estudios sobre el área de

hidroponía en el trópico, y con la característica peculiar de practicar ésta técnica de producción

de lechugas (Lactuca sativa), en un ambiente sin la presencia de un invernadero, infraestructura

por lo general costosa y no está al alcance de pequeños productores y aficionados.

La apariencia y el vigor de las plantas en cada una de las repeticiones propuestos para esta

investigación fueron excelente (figura 9).

Los resultados obtenidos en el presente trabajo, corresponden principalmente a la variable de

peso de biomasa total en fresco de las plantas de lechuga (Lactuca sativa) expresado en

gramos en ambos tratamientos propuestos para esta investigación, lo cual no representa una

diferencia significativa entre los dos sistema de producción de lechugas en evaluación (Figura

12), en la primera repetición expresa una variación mínima, de 1 gramo entre los promedios de

ambos lotes experimentales. En la segunda repetición, presenta una variación en el promedio

en el peso de Biomasa total en fresco de la bandeja ALUNASA de 7 gramos con relación a la

bandeja de madera-plástico, lo cual no tiene una significancia relevante.

Figura 12: Peso promedio de Biomasa Total, de los lotes de investigación

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, Costa Rica, Año 2011

Según datos presentados en la figura 13, los resultados obtenidos para la variable de peso

promedio de biomasa foliar en fresco, presenta una variación mínima entre los pesos promedios

de ambos sistemas de producción, el sistema madera-plástico presenta una diferencia mínima

238245

207213

180

190

200

210

220

230

240

250

valo

r en

gra

mo

s

primera

repetición

segunda

repetición

Peso promedio de Biomasa Foliar

Bandeja CVG-Alunasa

Bandeja Madera-Plástico

57

39

63

50

0

10

20

30

40

50

60

70

va

lor

en

gra

mo

s

primera

repetición

segunda

repetición

Peso promedio de Biomasa Radicular

Bandeja CVG-Alunasa

Bandeja Madera-Plástico

mayor del peso de la biomasa parte aérea en comparación con el sistema de producción

ALUNASA.

Figura 13: Peso promedio de Biomasa foliar

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, Costa Rica, año 2011

Los datos obtenidos del peso promedio de biomasa radicular en ambos sistema en evaluación,

demostró que el sistema productivo de la empresa CVG ALUNASA, arrojó mejores datos

expresado en gramos en ambas repeticiones, en comparación con el sistema productivo

madera-plástico (figura 14), lo cual representa cierta ventaja productiva entre ambos sistemas.

Figura 14: Peso promedio de biomasa Radicular

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez, Costa Rica, año 2011

Temperatura promedio tomada a las 12:00 hrs

38

3334

37

24

33 33

40

33 33

23

32

3835 3835 36 36

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 4 8 12 16 20 24 28 31

Días

tem

pera

tura

en

gra

do

s C

els

ius

Bandeja CVG-Alunasa

BandejaMadera-Plástico

El comportamiento de la temperatura promedio de ambos lotes en evaluación tomados a las 12

horas del medio día según el cuadro de referencia, mantuvieron las mismas características sin

una variación significativa (Figura 15) entre ambos sistemas productivos. Este dato de

temperatura se mantuvo uniforme en las dos repeticiones realizadas y en los diferentes tiempos

tomados.

Figura 15: Temperatura promedio tomado a las 12:00 horas en ambos lotes

Fuente: Paúl Wilfredo Chacaltana Vásquez

El sistema de producción en hidropónicas de la Finca Agro ecológica CVG ALUNASA, se

perfila como una alternativa viable de producción de vegetales a la intemperie en el trópico seco

de Costa Rica

La cantidad de plantas de lechugas producidas por metro cuadrado producidas con la técnica

hidropónica en ambiente a la intemperie (sin invernadero) sobrepasan a lo reportado con la

literatura, según Barrios, 2004 reporta 15 lechugas por metro cuadrado producidas en

invernadero, mientras que en el presente proyecto de investigación se logro manejar con éxito 25

plantas por metro cuadrado.

También el peso promedio de peso biomasa total en fresco es inferior a lo producido en

invernadero, según Montero, 2006, reporta 333 gr. por planta de lechuga hidropónica en

invernadero en el trópico húmedo de Costa Rica, mientras que en esta investigación y con

condiciones a la intemperie de un promedio de 290 gramos por planta.

CONCLUSION

En un área de 225 metros cuadrados se puede producir lechugas hidropónicas y cultivos del

trópico seco de Costa Rica, sin la instalación de un invernadero y obtener rendimiento y calidad

aceptable de lechuga y vegetales.

La evaluación de los dos sistemas (bandejas) productivos de lechugas (Lactuca sativa)

hidropónicas, no muestran diferencias significativas que nos indique una ventaja productiva de

una con relación a la otra. Es preciso aclarar que ésta es una investigación preliminar, es

necesario, la realización de más repeticiones para obtener datos más uniformes.

La producción de biomasa radicular del sistema productivo de CVG ALUNASA es mayor con

relación al sistema productivo tradicional madera-plástico (figura 14), nos indica que es preciso

realizar más investigaciones en plantas donde la biomasa comercial esta ubicada en la raíz,

como por ejemplo cebollas y cebollinas, camotes.

No hubo diferencia significativa en el tiempo efectivo productivo de lechugas (Lactuca sativa)

hidropónica entre los dos sistemas en evaluación, también no presento un cambio con lo

reportado según la literatura, según Barrios, 2004, el tiempo efectivo productivo de lechuga en el

trópico es de un mes.

El sistema productivo hidropónico a la intemperie puede ser una alternativa productiva viable

para producir lechugas (Lactuca sativa) en el trópico seco de Costa Rica.

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