DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i1.9748
Supervivencia y Productividad de albahaca (Ocimum Basilicum) y Lechuga (Lactuca Sativa) en Torres Hidropónicas Artesanales
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Dennis Guerra Centeno[1] https://orcid.org/0000-0002-3021-4742 Escuela de Estudios de Postgrado Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia IICAE Universidad de San Carlos de Guatemala Guatemala |
Paula Guerra Burmester https://orcid.org/0000-0002-7825-7645 Facultad de Ciencias Económicas y Empresariales Universidad Rafael Landivar Guatemala
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Carlos Valdez Sandoval https://orcid.org/0000-0002-8742-1320 Escuela de Estudios de Postgrado Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia IICAE Universidad de San Carlos de Guatemala Guatemala
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Ligia Ríos https://orcid.org/0009-0008-4478-4173 Escuela de Estudios de Postgrado Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia IICAE Universidad de San Carlos de Guatemala Guatemala
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RESUMEN
Palabras clave: agricultura urbana, hidroponía, prosumismo, seguridad alimentaria
Survival and Productivity of Basil (Ocimum Basilicum), and Lettuce (Lactuca Sativa) in Artisanal Hydroponic Towers
ABSTRACT
Keywords:; urban agriculture, hydroponics, prosumism, food security
Artículo recibido 27 diciembre 2023
Aceptado para publicación: 31 enero 2024
INTRODUCCIÓN
La hidroponía vertical (cilíndrica o de torre) se presenta como una alternativa de solución a los problemas de producción agrícola (Benke & Tomkins, 2017). Este sistema de producción es una técnica avanzada de producción vegetal que resultó de la evolución de la hidroponía horizontal (Sharma et al., 2018). En este sistema, que resultó de la migración entre la disposición horizontal y la vertical, las plantas son colocadas una sobre otra en un tubo cilíndrico a través del cual recircula la solución nutritiva hacia un reservorio (Beacham et al., 2019).
Por su orientación espacial y por sus tamaños manejables, los sistemas de torre hidropónica han sido considerado idóneos para la agricultura urbana (Ling & Chiang, 2018). Por su fácil mantenimiento, durabilidad, ahorro del agua y por los costos relativamente bajos de su funcionamiento, los sistemas de hidroponía vertical podrían funcionar como sistemas de prosumismo (Toffler, 1981) en viviendas de áreas marginales, barrios urbanos y en apartamentos de edificios, aliviando, en cierta medida, el problema de la producción y distribución de hortalizas y otros alimentos vegetales. Por otro lado, las ventas de los excedentes producidos mediante estos sistemas podrían también representar un ingreso económico para las clases populares que son frecuentes en las áreas urbanas y periurbanas de Latinoamérica (Janoschka & Sequera, 2016).
Se han desarrollado y evaluado varios modelos y sistemas tecnológicos o industriales para la producción hidropónica de hortalizas (Agrawal et al., 2020; Armanda et al., 2019). No se ha publicado suficiente información sobre la factibilidad y productividad de hortalizas en sistemas hidropónicos artesanales con diseño de torre dirigidos a la agricultura urbana. Para responder a este vacío de conocimiento, los objetivos del presente estudio fueron evaluar la supervivencia y la producción de albahaca y lechuga en un sistema artesanal de torre hidropónica diseñado para agricultura urbana.
METODOLOGÍA
El estudio se desarrolló en el invernadero del Instituto de Investigación en Ciencia Animal y Ecosalud, en la Granja Experimental de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad de San Carlos de Guatemala, en el campus central, en la zona 12 de la ciudad de Guatemala. La temperatura promedio es de 18.4°C y la precipitación pluvial media anual de 662 mm y el sitio se localiza en las coordenadas UTM 15 P 763132.61 m E 1613476.64 m N, a una elevación de 1500 msnm, en la zona de vida Bosque Húmedo Montano Bajo Tropical (Pérez et al., 2018).
Recursos biológicos
Se evaluaron materiales comerciales de albahaca italiana (Ocimum basilicum) (Rocalba® colección hortinova) y lechuga Parris Island Cos (Lactuca sativa) (Rocalba® colección hortinova).
Germinación y trasplante
Los materiales fueron germinados en cubos de espuma fenólica marca Peatfoam®. Para el efecto, se colocaron los cubos de la espuma en bandejas de poliestireno expandido y se hidrataron hasta la saturación utilizando agua potable municipal. Se perforaron agujeros de 0.5 cm de diámetro en cada cubo y se depositaron una o dos semillas de cada material en cada cubo.
Torres hidropónicas
Se construyeron dos torres hidropónicas artesanales. Para cada una, se utilizó como reservorio de agua una cubeta plástica de cinco galones. A este reservorio se perforó un agujero de cuatro pulgadas al que se empató una brida y un tubo de policloruro de vinilo (PVC) de 90 PSI de cuatro pulgadas, de 1.6 m de longitud, con 34 perforaciones distribuidas en cuatro columnas (dos con nueve perforaciones y dos con ocho) en disposición decusada. Estas perforaciones fueron realizadas practicando cortes de 4 cm de largo, calentando el tubo con una calentadora para tubo Black & Decker® HG1500 e insertando en el corte un tubo de PVC de 1 ¼ pulgadas de diámetro. En cada agujero se colocó una canastilla para hidroponía Agrinova® de 4 cm de diámetro en la base y 6 cm en el borde superior. Para impulsar el agua, se colocó en el reservorio una bomba sumergible Spaces Places® M290AS con capacidad para 290 galones por hora. A esta bomba se conectó un tubo PVC de media pulgada que corría por dentro del tubo PVC de 4 pulgadas hasta llegar a 10 cm antes del borde superior. En el extremo superior del tubo PVC de media pulgada se empató un aspersor Orbit® 15 FT Full Pattern. En el borde superior del tubo PVC de 4 pulgadas se colocó un tapón de PVC. Para la alimentación eléctrica, se utilizó un temporizador Fulgore® FU1014 análogo que fue programado para cada hora durante media hora entre 5 AM y 6 PM y durante media hora a las 12 PM. El diseño construido se muestra en la figura 1.
Figura 1. Diseño construido de torre hidropónica artesanal para agricultura urbana con capacidad para 34 plantas
Solución nutritiva
Se utilizó una combinación comercial de nutrientes marca Jack’s hydroponics® con la siguiente composición y dosificación: 3 g de 15N-12P-26K por galón de agua; 2 g de nitrato de calcio microperlado 15.0N-0P-0K por galón de agua; 1 g de sulfato de magnesio Giles OMRI (Epsom) por galón de agua.
Para preparar la solución nutritiva se disolvió completamente cada disolvente en agua tibia en la secuencia y dosis indicadas anteriormente. La solución nutritiva preparada se utilizó durante todo el periodo de observación haciendo recargas ocasionales según fue necesario.
Diseño del estudio y mediciones
Se utilizó un diseño completamente aleatorio. Se utilizaron dos torres hidropónicas, una para cada especie de planta (albahaca y lechuga). Se sembraron 34 plántulas de cada especie en cada torre. El periodo de observación fue de 7 semanas y se extendió desde el 10 de julio hasta el 20 de agosto de 2022. La supervivencia se midió contando la cantidad de individuos vivos al final del periodo de observación y calculando la proporción de estos en relación con el total de individuos trasplantados al inicio del periodo de observación.
El crecimiento se midió semanalmente, a partir de una muestra aleatoria de 20 individuos. Para el efecto, se utilizó un metro flexible y se midió desde la base de la planta hasta el meristemo apical y se aproximó la medida al medio centímetro más cercano.
El rendimiento se midió pesando una muestra aleatoria de 20 individuos al final del periodo de observación y multiplicando el peso medio por el número de individuos sobrevivientes.
Comparaciones y análisis estadístico
Se compararon los valores de rendimiento de albahaca y lechuga mediante una prueba de U de Mann-Whitney, utilizando el software JASP®.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Figura 2. Curvas de crecimiento (longitud media en cm) de albahaca y lechuga durante las siete semanas de observación.
A las 7 semanas post trasplante a la torre hidropónica, el rendimiento medio por planta de albahaca fue de 16.74 g y el rendimiento de biomasa por torre hidropónica fue de 569.16 g mientras que el rendimiento medio por planta de lechuga fue de 38.48 g y el rendimiento de biomasa por torre hidropónica fue de 1,269.84 g. Los valores de rendimiento para ambas especies mostraron amplias variaciones (figura 3) y fueron estadísticamente diferentes (U = 68, p < 0.01).
Figura 3. Dispersión de los valores de rendimiento de albahaca (1) y lechuga (2) a las 7 semanas post trasplante a las torres hidropónicas.
Los valores de altura (longitud) reportados para la albahaca en el presente estudio son muy similares a los reportados por Saha y colaboradores (2016) y similares a los reportados por Cretu y colaboradores (2022) en sistemas hidropónicos horizontales. Por su parte, los valores de altura (longitud) reportados para la lechuga en el presente estudio son similares a los reportados por Yang y colaboradores (2019) y mayores a los reportados por Ahmed y colaboradores (2021).
Los valores de rendimiento de biomasa por planta de albahaca observados en el presente estudio fueron similares a los reportados por Cretu y colaboradores (2022). Por su parte, los valores de rendimiento de biomasa por planta de lechuga fueron similares a los reportados por Yang y colaboradores (2019).
El área que ocupada una torre hidropónica de las utilizadas en el presente estudio ‒dejando un corredor periférico para caminar‒ es de 0.5 m2 y en esta área observamos una producción de 1.27 kg de biomasa de lechuga. Se esperaría, por lo tanto, el doble de producción (2.54 kg) en un m2 (equivalente a dos torres). Este rendimiento sería muy similar a los 2.58 kg por m2 reportado para lechuga por Jordan y colaboradores (2018) en un sistema hidropónico de tipo nutrient film technique (NFT).
En contraposición con los sistemas horizontales de hidroponía, los sistemas verticales podrían aprovechar el espacio de manera más eficiente. Touliatos y colaboradores (2016) reportaron mayores rendimientos de lechuga cuando esta se cultiva en sistemas hidropónicos verticales que cuando se cultiva en sistemas hidropónicos horizontales. Esta ventaja puede ser aprovechada para la agricultura urbana pues los espacios en las ciudades modernas suelen ser reducidos.
Dejando de lado el aspecto meramente productivo, la albahaca posee una ventaja competitiva que descansa en su valor de uso como condimento selecto, principalmente en la preparación del pesto y la pizza (Saran, 2022). Por su parte, el valor de cambio de la lechuga radica en su valor de uso como ingrediente en ensaladas y en otras preparaciones culinarias (Mou, 2012). Por otro lado, los productos orgánicos hidropónicos pueden alcanzar mayores precios de venta en los mercados de productos diferenciados tal como se ha sugerido recientemente (Gilmour et al., 2019).
Los hallazgos del presente estudio demuestran el potencial de producción de la albahaca y la lechuga en el diseño de torre hidropónica artesanal evaluado. Los datos también sugieren su factible incorporación a los sistemas de agricultura urbana en los reducidos espacios habitacionales contemporáneos. Por su parte, la agricultura urbana puede contribuir a la seguridad alimentaria y a la resiliencia en la producción de alimentos a nivel de ciudades, tal como se ha sugerido recientemente (Payen et al., 2022).
CONCLUSIONES
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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