Desarrollo de un sistema aeropónico para el cultivo protegido de chile dulce y tomate en la región huetar norte de Costa Rica

El proyecto consiste en diseñar, establecer, desarrollar e implementar un sistema aeropónico en cultivo bajo ambiente protegido (invernadero) para cultivos de Solanáceas de porte alto como lo son el chile dulce, chile jalapeño y tomate. Como parte integral de un sistema que incluye la propuesta de ensamblaje y funcionamiento del sistema de riego, para realizar la suplementación de nutrientes y recolección de solución nutritiva no aprovechada, así como establecer el tipo de soporte a las plantas en un sistema aeropónico. Se pretende evaluar la eficiencia del sistema en términos de aprovechamiento de los recursos como son los fertilizantes, el agua y el oxígeno, esto mediante la comparación con un sistema hidropónico abierto con sustrato tipo Tezontle o arena roja volcánica. Además, se estimarán las inversiones y gastos necesarios para establecer ambos sistemas y compararlos en rendimiento, producción, crecimiento y desarrollo. Esto con el fin de poder exponer los resultados a productores de hortalizas pertenecientes a la Red de Horticultura protegida de la Región Huetar Norte (RHP-RHN), y se evalué la posibilidad de establecer el sistema aeropónico a diferentes escalas, siempre y cuando se logre alcanzar una buena producción, mayor sostenibilidad, eficiencia en el uso de los recursos y buenos rendimientos.
Antecedentes:
La siembra y establecimiento de cultivos como chile dulce y tomate se han realizado más recientemente en sistemas de cultivos protegidos, comúnmente con invernaderos que brindan más protección y condiciones más favorables para los cultivos si se comparan con cultivos establecidos a campo abierto. La razón del uso de dicho sistema, recae en la capacidad del chile dulce y tomate de producir altos rendimientos y de desarrollarse normalmente mediante variedades sin resistencia a numerosas plagas y enfermedades que los afectan directamente en las condiciones del trópico (Elizondo-Cabalceta & Monge-Pérez, 2017). En los ambientes protegidos o invernaderos se busca cultivar las plantas en condiciones ambientales diferentes a las que tendrían fuera de ellos, los invernaderos brindan la posibilidad de controlar la concentración o cantidad que se suministra a las plantas de factores como el agua, la radiación, el dióxido de carbono, la temperatura y la humedad relativa (Ramírez & Nienhuis, 2012).
Los sistemas aeropónicos se caracterizan por mantener las raíces de los cultivos suspendidas en el aire, brindando con ello niveles altos de oxigenación en comparación con otros sistemas; y al no tener las raíces contacto con el suelo, se evitan posibles afectaciones causadas por enfermedades (Esquivel, 2017). También, suponen otras ventajas como la alta eficiencia que tienen en el aprovechamiento de recursos como el agua, los nutrientes y el espacio (Sadek et al.,
2023). Además, en dicho sistema se busca producir en ambientes lo suficientemente inocuos como para lograr producciones con baja o nula incidencia de plagas y enfermedades, lo que conlleva a desarrollo de cultivos con mínimo o ningún uso de plaguicidas (Hoyos-Velasco et al., 2019). Por su parte, los cultivos hidropónicos son caracterizados por desarrollarse sin suelo en el sistema, el aporte de agua y nutrientes se realiza de manera conjunta mediante sistema de fertiirrigación. Hay diferentes tipos de sistemas hidropónicos, el sistema hidropónico con sustrato es un sistema abierto el cual tiene la versatilidad de utilizar diferentes tipos de sustrato entre los cuales destacan la arena roja o tezontle, perlita, fibra de coco. Los sustratos por lo general presentan características como provenir de fuentes naturales o no, orgánicos o inorgánicos y normalmente se manejan individualmente sin ninguna adición o mezcla de otros materiales. La función principalmente en sistemas hidropónicos es brindar condiciones que permitan un anclaje de las raíces, pero sin restringir la entrada de oxígeno y que tenga una buena capacidad de retención de agua. Por lo tanto, se buscan sustratos con buena porosidad, neutralidad en el pH y que el aporte nutricional sea bajo o nulo (López et al., 2016).
El establecimiento de los cultivos se puede realizar mediante dos metodologías, los sistemas abiertos y los sistemas cerrados. Los primeros se establecen o ensamblan de manera tal que su sistema de suplementación de solución nutritiva (agua y nutrientes) son aplicados hacia la planta y desde este punto la solución nutritiva queda susceptible a ser perdida o desperdiciada por gran cantidad de factores como la evaporación en el sustrato, la percolación dentro del sustrato y la parte aprovechada por la planta dependerá de la cantidad de transpiración de la planta durante el día. El sistema cerrado en cambio, una vez suministrada la solución nutritiva contiene los equipamientos necesarios para que el gasto de solución nutritiva sea únicamente a razón de la necesidad fisiológica y se logran evitar pérdidas por la percolación y evaporación en el sustrato o medio utilizado para contener la planta y la solución, ya que todo el volumen no absorbido por la planta es recirculado, lo cual se traduce en un uso más eficiente del uso de agua y nutrientes (Son et al., 2020). En general para la implementación de los cultivos de chile y tomate en cultivos protegidos y más aún en el tipo invernadero, tanto para hidroponía como aeroponía se utilizan soluciones nutritivas, las cuales son disoluciones acuosas que se generan mediante la mezcla de agua y fuentes de fertilizantes solubles, estas por lo general contienen los principales nutrientes que requieren las plantas y son elaborados con fuentes asimilables compuestos de la forma en la que las plantas lo absorben. Las soluciones nutritivas requieren condiciones óptimas en concentración de iones que se miden mediante la conductividad eléctrica y niveles de pH para evitar intervenir en la absorción de los nutrientes por situaciones como precipitación de algunos elementos como el calcio (Fathidarehnijeh et al., 2023).

Evaluar un sistema aeropónico para los de cultivos de chile (Capsicum annuum) y tomate (Solanum lycopersicum) en condiciones de cultivos protegidos.

Producción Agrícola Sostenible