La Hidroponia
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HIDROPONA
MC. Juan Pedro Corona Salazar
Ciclo 2012 B
INTRODUCCIN
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Objetivos del
tema
1.Capacitar y actualizar a personas
interesadas en las tcnicas
modernas de produccin comercial
y/o domstica de vegetales por
mtodos hidropnicos.
2.Promover y difundir esta tecnologa
de produccin para un mejor
aprovechamiento de los recursos
naturales y la generacin de
empleo.
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COMO SE VA A TRABAJAR
1. Participacin en clase y tareas (10%)
2. Exmenes (2) (60%)
3. Entrega final de proyecto documentado
(personal) (30%)
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La agricultura es la labranza o cultivo de la tierra e incluye todos los trabajos
relacionados al tratamiento del suelo y a la plantacin de vegetales. Las
actividades agrcolas suelen estar destinadas a la produccin de alimentos y a
la obtencin de verduras, frutas, hortalizas y cereales. (10-12 mil aos de
antigedad).
Implica la transicin a un ecosistema totalmente diferente y un nuevo
orden de relaciones estructurales entre los participantes (hombre, planta,
suelo, agua y atmsfera).
La introduccin y xito de la agricultura debe haber estado relacionada con
las ventajas adaptativas que proporcionaba.
En una comunidad agrcola desarrollada existen 4 grupos de actividades:
La reproduccin o siembra y crianza selectivas de semillas y animales.
La manipulacin o el cuidado de plantas o animales mientras estn en la fase de crecimiento.
La obtencin. El almacenamiento del grano o el mantenimiento de los
animales para asegurar una adecuada fuente reproductiva.
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Distribucin de las diferentes superficies de la tierra
Tierras agrcolas = 13041,038 km2
1,304103,800 ha
Superficie total de la tierra
510075,630 km2
1 km2 = 100 has
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TIPOS DE AGRICULTURA (segn la dependencia del agua)
De secano o temporal
De regado
Agricultura de subsistencia
Agricultura industrial
Agricultura intensiva
Agricultura extensiva
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Agricultura en Mxico
Mxico cuenta con una superficie de 193 millones de has
105 millones son ejidales (54%)
30.2 millones de has con potencial cultivable (16%)
21.44 millones se siembran (70.8%)
5.37 millones (25%)
Son de riego 16.07 millones (75%)
Son de temporal
2.8%
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USO DEL AGUA
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PAIS: NIGERIA
COSTO DE LA BOLSA DE AGUA PARA BEBER = $0.10 DLS
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2011
Poblacin 7,000,000,000
Poblacin estimada
8,200 millones
(2020)
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Evolucin de la poblacin urbana, semiurbana y rural, 1950-2000 en Mxico
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NUMERO ACTUAL DE
VARIEDADES DE
HORTALIZAS (erosin
gentica)
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La palabra Hidropona deriva del griego Hydro (agua) y Ponos (labor o trabajo) lo cual significa literalmente trabajo en agua.
El concepto general de hidropona
Una tcnica de la biotecnologa que hace uso de los fenmenos naturales del crecimiento
vegetal para obtener resultados mejores de las
plantas cultivadas usando la solucin
nutriente
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Por qu funciona la hidopona?
Todas las plantas y algas proceden de un ancestro comn
que surgi por endosimbiosis hace ms de 1,000 millones
de aos.
Cyanophora paradoxa. Fuente: Provasoli-Guillard National Center for Culture of
Marine Phytoplankton (CCMP), Science/AAAS.
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La Hidropona.............
Es una alternativa de produccin de cultivo sin tierra, sustituyendo esta por un medio inerte (no reacciona qumicamente) aplicando soluciones nutritivas con fertilizantes diluidos a travs de un sistema de distribucin.
Conclusin
Se acompaa a este
sistema de produccin el
establecimiento de
contenedores en
invernaderos donde se
desarrollan las plantas en
un ambiente controlado
para el buen desarrollo de
los cultivos.
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HIDROPONIA
50% DEL POTENCIAL DE CRECIMIENTO NUTRICIN VEGETAL
INVERNADERO
100% + POTENCIAL GENTICO
50% DEL POTENCIAL DE CRECIMIENTO
MANEJO AMBIENTAL
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DESCRIPCIN DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCIN
Tecnificacin de los sistemas de produccin agrcola
Siembras
tradicionales
Riego en
surcos
Riego por
Goteo
Acolchado
plstico
Invernaderos
HIDROPNIA
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HISTORIA
Jean Baptiste Boussingault, en
el mismo ao, confirm la
posibilidad de emplear
soluciones acuosas de
substancias qumicas conocidas
y poder hacer crecer las plantas
sobre diversos sustratos de la
tierra.
1802-1887
Justus Von Liebig, con su
obra Disertacin sobre la
fisiologa de las plantas,
publicada en Oxford en 1840,
dio un gran impulso a los
estudios experimentales
sobre la teora mineral de la
nutricin de las plantas.
1803-1873
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De 1860 a 1868 el agrnomo
alemn Knop realiz cultivos en
medios lquidos, utilizando una
frmula todava hoy en uso
N
(NO3) N
(NH4) P
(PO4) K+ Ca++ Mg++ SO4
--
Knop's 1865 206 - 57 168 244 24 32
ppm
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A final de la dcada de 1920 e inicio de los aos
treinta el Dr. William F. Gericke de la Universidad
de California extendi sus experimentos de
laboratorio y trabajos en nutricin de plantas a
cosechas prcticas en aplicaciones comerciales a
gran escala. A estos sistemas de nutricultura los
llam "hidroponia.
Esquema transversal del sistema de Gericke
Races tipo
aire-suelo
Races tipo agua
Solucin nutritiva
(mayor desarrollo radicular)
Estructura de malla
Metlica sobre la solucin
Para el soporte de las
plantas
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Desarrollo de la hidroponia
50s 60s
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2012
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AREA HIDROPONICA ESTIMADA
En los ltimos quince aos, el rea mundial destinada a la produccin
hidropnica se ha incrementado considerablemente. Actualmente
(2010) se estima ms de 48,000 hectreas dedicadas a la produccin
hidropnica en el mundo.
1. Riego por goteo (90%)
2. Sustrato lana de roca (60%)
3. Sustratos inorgnicos (20%)
4. Sustratos orgnicos (10%)
5. Sistemas en agua NFT (7%)
6. Raz flotante (3%)
Los cultivos hidropnicos ms rentables son:
1. Jitomate
Bola
Cherry
Saladette
2. Pepino y pepinillo
3. Pimiento
4. Fresa
5. Espinaca
6. Lechuga
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Desarrollo de sistemas
hidropnicos
domsticos, E.U.
Instalaciones
hidropnicas
cultivando tomate y
lechuga, Canad
Cultivo de hortalizas
en la zona de Almera,
Espaa
Cultivo en hidroponia
en el desierto, Israel
Cultivo de hortalizas
hidropnicas en agua
desalinizada, Emiratos
Arabes
Cultivo de flores y
plantas ornamentales
en hidroponia, Holanda
Panorama mundial del desarrollo de la hidropona
La instalacin ms grande de la agricultura hidropnica se pueden encontrar en
Europa, con el Euro-frescos con toneladas de produccin de tomates en aos
anteriores. Por otra parte, los estudios muestran los pases que tienen grandes
instalaciones comerciales de produccin hidropnicos incluye a Israel - 30.000
hectreas, 10.000 hectreas de Holanda, Inglaterra 4.200 hectreas y en Australia y
Nueva Zelanda alrededor de 8.000 hectreas entre ellos. El rea de ms rpido
crecimiento para los invernaderos de hortalizas comerciales es Mxico.
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19.0 kilmetros
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LOCALIDAD SUPERFICIE %
Africa y Medio Oriente 5,220 13
Israel 2,500 6
Estados Unidos 3,600 9
Mxico 1,237 2
Canad 2,000 4
Espaa 8,000 20
Francia 4,000 9
Holanda 5,000 12
Japn 2,500 5
Otros 9,000 20
MUNDIAL 43,057 100
Superficie mundial de Hidropona (ha) 2008
Fuente: CIPA
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NUTRICIN VEGETAL EN SUELO
SOLUCIN DEL
SUELO AGUA
CO2
O2
FOTOSNTESIS
AZCARES
CRECIMIENTO ALMACENAMIENTO
ENERGA
LUMINOSA
OXIGENO
SUELO MINERAL+MATERIA
ORGNICA
pH
CE
CIC
TEXTURA
ESTRUCTURA
Planta desarrollada en
suelo
lixiviacin
PLAGAS Y
ENFERMEDADES
Acumulacin de
sales
INTEMPERISMO
CONDICIONES
AMBIENTALES
EXTREMAS
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RENDIMIENTOS DE JITOMATE
MXIMOS DE 100 TON/HA
(SINALOA)
Tamaos* Cajas de
Exportacin
Cajas de Mercado
Nacional
Extra - Grande 2014 849
Grande 2101 849
Mediano 1293 635
Pequeo 656 401
Total 6,064 2,734
Cajas de 25 Libras (11.36 Kg)
*Extra - Grande = 150 gr./fruto, Grande = 125 gr./fruto, Mediano = 100 gr./fruto
Pequeo = 75 gr./fruto.
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SOLUCIN NUTRITIVA
CO2 enriquecido
O2
FOTOSNTESIS
AZCARES
DESARROLLO Y
PRODUCCIN
ENERGA
LUMINOSA
OXGENO + AGUA
SUSTRATO INERTE (CARACTERIZADO)
pH
CE
Planta desarrollada en
hidropona
AMBIENTE CONTROLADO
monitoreados
CARACTERSTICAS
GENTICAS
Evapotranspiracin
eficiente
PLAGAS Y
ENFERMEDADES
(aisladas)
DRENAJE EFICIENTE
Ingreso controlado
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RENDIMIENTOS DE JITOMATE
ESTIMADOS DE 550 TON/HA
Rendimientos de 12.5-19.00 kilos por planta por ciclo, dependiendo la variedad y una
densidad promedio de 28,000 plantas/hectrea
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Ventajas de la Hidropona
Se puede cultivar en interiores, balcones, terrazas, patios, etc.
Se requiere una superficie mucho menor para obtener igual cantidad de produccin. Realizando instalaciones
superpuestas, puede multiplicarse an ms el espacio.
Se acorta el perodo de cultivo. El desarrollo de la planta es ms rpido.
Las plantas desarrollan poco sus races pues estn directamente en contacto con los nutrientes, pero logran un
crecimiento extraordinario de tallos, hojas y frutos.
Requiere mucho menor mano de obra, ya que no es necesaria la remocin del suelo, efectuar transplantes, limpiar los cultivos
de malezas, aplicar fertilizantes, etc. reducindose adems las
tareas de recoleccin de los frutos, entre otras ventajas.
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La presentacin de los productos obtenidos es superior a la de los cultivados en tierra.
Mantiene los cultivos en un medio fitosanitario extraordinariamente bueno. Facilita el control de las
plagas en los cultivos.
Disminuye los gastos para las operaciones de cultivo. Procesos que pueden ser automatizados.
El sistema de cultivo hidropnico, permite la incorporacin de personal, que por sus caractersticas
(avanzada edad, discapacitados, etc.) no podran
realizar tareas en los cultivos tradicionales.
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Cultivo
Agua usada en
cultivo
tradicional
Agua usada en
Fincas
hidropnicas
Emiratos Arabes
Ahorro de agua
por kilo
producido
Lechugas 1211.33 litros 37.85 litros 1173.47 litros
Jitomates 1362.74 litros 45.42 litros 1317.32 litros
Fresas 1400.60 litros 204.41 litros 1196.19 litros
Ejemplo, para producir 1 kg de las siguientes hortalizas, podrs
ver en el grfico de la cantidad de agua que se requiere.
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Comparativas de produccin-aprovechamiento del agua
en jitomate usando 3 tipos de sistemas
Consumo
de agua
Litros/m2
Rendimiento
kg/m2
Eficiencia
Litros/kg %
Campo abierto 624 7 89.14 100
Invernadero con
sistema hidropnico
abierto
1,200 25 48 153
Invernadero con
sistema hidropnico
cerrado
1,000 50 20 175
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Cultivo
Hidropnico Fertirriego
Campo
abierto
convencional
Tm/Ha Ncultivos/
ao Tm/Ha/ao
Tm/Ha/ao
Tm/Ha/ao
Pepinillo 300 2 600 290 30
Berenjena 28 2 56 30 20
Pimiento verde 57 2 114 98 16
Pimiento rojo 45 2 90 35 10
Lechuga 31 10 313 80 52
Tomate 550 1** 550 120 60
Frijol 50 2 100 20 12
** Cultivo de tomate crecido en invernadero en un perodo de 11 meses
(indeterminado).
Rendimientos de hortalizas crecidas hidropnicamente en invernaderos
del desierto bajo fertirrigacin y en campos abiertos
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Clasificacin de los tipos de hidroponia
Criterios bsicos:
El medio fsico donde crece la raz de la planta.
El mtodo de suministro de la solucin nutritiva.
El mtodo en su caso, de aereacin de la solucin nutritiva.
La existencia o no de reciclado o recuperacin de la solucin nutritiva.
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Diseos
hidropnicos
Cultivo desarrollado en un
medio exclusivamente liquido
(water culture).
Las plantas son transplantadas o germinan hacia un
sistema donde las races se ponen en contacto
directo con la SN.
Cultivo en sustrato
slido inerte y poroso
(plantas ancladas)
La SN atraviesa
el sustrato de
arriba-abajo por
percolacin
(sand culture)
Por irrigacin
superficial
discontinua
(slop method)
Con
recuperacin
de la SN
Sin
recuperacin
de la SN
Por irrigacin
superficial
continua (drip
method)
Con
recuperacin
de la SN
Sin
recuperacin
de la SN
Por esparcimiento en su superficie de
sales seguida de irrigacin con agua
(dry salt mehtod)
-
Por sub irrigacin propiamente dicha
Por circulacin
continua a nivel
constante.
Con recuperacin
de la Solucin
Nutritiva.
La SN atraviesa el sustrato de abajo-
arriba por sub irrigacin (subirrigate
culture o gravel culture)
-
Static Aerated Technique - SAT Las plantas se crecen en una
profundidad de la solucin
nutriente esttica que es aireada
bombeando el aire en la solucin
nutriente desde el tanque. Esto
se refiere como "tcnica pasiva"
Ebb and Flow Technique - EFT
Las plantas crecen como en
SAT, pero la solucin nutriente
se elimina 3-4 veces al da de
permitir que las races
respiren. Esta tcnica se
llama tcnica de la
"inundacin y del dren".
Bueno para los jardines de
casa y almcigos.
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Deep Flow Technque - DFT La solucin nutritiva fluye a 2-3
cm de profundidad en un tubo de
PVC de 10 cm de dimetro, la
maceta tiene sustrato el cual toca
su fondo haciendo contacto con
la SN, pueden ser dispuestos en
un plano o en forma de zig zag
dependiendo de los tipos de
cultivos.
Una pelcula fina de la solucin
nutriente es siempre adentro
contacto con las races.
Mientras que las soluciones
nutrientes circula, la superficie
de la raz se expone al aire, esto
ayuda a las races para respirar.
Recomendado para producir
cualquier tipo de hortalizas.
Nutrient Film Technique - NFT
-
Drip Irrigation Technique - DIT Plantas crecidas en substratos
inertes u orgnicos. La solucin
nutriente alimenta cerca de las
races, se riega 6 - 7 veces al da
en gotas. Esta tcnica se llama
"tcnica de la irrigacin por
goteo". Los desiertos en el
Oriente Medio estn exportando
producto de la cosecha debido a
esta tcnica. Tambin conveniente
para la plantaciones comerciales.
Fog Feed Technique - FFT Esto es similar a RMT pero el
tamao de la gotita es tan
muy especfica ya que la
solucin nutriente puede
apenas humedece su mano.
Esta tcnica tiene todava ser
perfeccionada. Bueno para
las plantas como orqudeas,
anthuriums, etc. AE
RO
PO
NIA
-
PIMIENTO HIDROPONICO EN SUSTRATO DE LANA DE ROCA
-
SISTEMA PORCENTAJE
Riego por goteo con lana de roca 57%
Riego por goteo con otros sustratos
inorgnicos (arena, perlita, escoria, piedra
pmez)
22%
Riego por goteo son sustratos orgnicos
(musgo, fibra de coco, corteza, aserrn) 12%
NFT 5%
Raz flotante o cultivo en agua 3%
Subirrigacin o cultivo en grava 1
TOTAL 100%
Porcentaje estimado del rea total mundial para diferentes
sistemas hidropnicos (Donnan, 1998)
-
TOMATE HIDROPONICO EN SUSTRATO DE PERLITA
-
CULTIVO DE FRESA EN SUSTRATO DE PERLITA
-
TOMATE HIDROPONICO EN SUSTRATO DE TEZONTLE (grava volcnica)
-
MELON HIDROPONICO EN
SUSTRATO DE LANA DE ROCA
FRESA HIDROPONICA EN
SUSTRATO DE PERLITA
-
FRESA HIDROPONICA EN
SUSTRATO DE PERLITA
-
LECHUGA HIDROPONICA A RAZ FLOTANTE
(AGUA COMO SUSTRATO)
-
1.00 m
-
Variedades de lechugas catlogo Vilmorin-
-
FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA
NEW GROWING SYSTEM (NGS)
-
PIMIENTO EN SISTEMA NGS
-
GERBERA EN SISTEMA NGS
-
JITOMATE EN SISTEMA NGS
-
JITOMATE EN SISTEMA NGS
-
ALTURA: 1.80 2.20 m
-
LA HIDROPONIA EN MXICO
-
FORMA DE APLICACIN DE LA SOLUCIN NUTRITIVA
-
Producto % Crecimiento
Mundo
% Crecimiento
Amrica Latina
Jitomates 3,97 2,68
Cebollas 2,97 5,49
Pimientos 3,06 2,08
Esprragos 8,08 7,53
Ajos 5,33 4,4
Crecimiento medio de la produccin de
hortalizas en Mxico
-
55%23%
22%
Consumo nacional en fresco
Industrializacin (pur, pastas, salsa, jugos)
Exportacin en fresco
DESTINO FINAL DE LA PRODUCCIN DE
JITOMATE EN MXICO
-
ESTADO Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Sinaloa
B.C.
S.L.P
Morelos
Sonora
Guanajuato
Edo. de Mx.
Nayarit
Jalisco
Florida, E.U.
California, E.U.
POCAS DE COSECHA DE LOS ESTADOS PRODUCTORES DE JITOMATE
VENTANA DE VERANO
transplante 1 marzo VENTANA DE INVIERNO
transplante 1 septiembre
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Eleccin del material vegetal:
Tipo Beef.
Tipo Marmande.
Tipo Vemone.
Tipo Moneymaker.
Tipo Cocktail.
Tipo Cereza (Cherry).
Tipo Larga Vida.
Tipo Ramillete.
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Variedad green zebra
Variedad RAF Jitomate orange
Variedad de jitomate Kumato
Alto en licopeno
JITOMATES HEIRLOOM
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120-180 grs
Fusarium wilt, race 1 Fol (race 2)
Fusarium wilt, race 2 Fol (race 3)
Fusarium wilt, race 3 ToMV Tomato
mosaic virus Mj Root-knot
nematodes Vd Verticillium wilt For
Fusarium crown and root rot Pst
Bacterial speck Pl Corky root rot
TSWV Tomato spotted wilt virus Lt
Powdery mildew TYLCV Tomato
yellow leaf curl virus
Variedad Daniela
(indeterminado)
-
Variedad de jitomate Kumato
Alto en licopeno
-
Variedad precoz (80-85 das DDT), buena calidad de frutos. Tamaos extra grandes.
Planta erecta, grande. Buena produccin y calidad de frutos. Frutos de 3 y
mayormente de 4 lbulos de color rojo intenso con buena firmeza.
Frutos de calidad para exportacin con estndares de calidad altos para
exportacin.
Cosecha pareja durante el ciclo
Varedad: NOVUS
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Superficie total = 9,000 m2
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Ejemplo de desarrollo regional
Acatln de Jurez
Poblacin 20,000 habitantes (Municipio)
Empresa Agrovita
-
Invernadero semillero
800 m2
Superficie total = 8-32-00 ha
Empleos fijos = 120
10,400 m2
10,400 m2
10,400 m2
10,000 m2
10,000 m2
10,400 m2
10,400 m2 10,400 m2
Empaque Cisterna 2,500 m3
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PIMIENTO HIDROPONICO EN SUSTRATO DE FIBRA DE COCO
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Cultivo
hidropnico de
frijol ejotero
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Invernaderos hidroponicos
para Pimiento morrn
Ubicacin: San Miguel
Cuyutln, Jalisco
10.5 ha
10.5 NAVES = 10,000 m2
-
Acuaponia en Santa Anita, Jalisco
-
" Este planeta no lo heredamos de nuestros mayores, lo
hemos tomado prestado de las futuras generaciones
J.L Borges