Qué conocemos y qué se necesita conocer en aeroponía: La técnica de aeroponía fue usada inicialmente para la producción de hortalizas. Es una tecnología nueva, especialmente en la producción de semilla de papa. Las pruebas iniciales ofrecen la siguiente información:
• La producción de semilla de papa puede ser incrementada espectacularmente en el invernadero.
• Los diferentes cultivares (cvs) de papa responden de manera diferente con aeroponía. Los cvs tipo Tuberosum tienden a producir menos que los cultivares que tienen genes de Andigena. Esto también se observa cuando se desarrollan en sustrato.
• La producción con aeroponía es particularmente sensible al clima. • Las cosechas son múltiples y secuenciales.
• El periodo vegetativo de las plantas se alarga entre 1 a 2 meses.
• La semilla proveniente de aeroponía produce igual que la semilla convencional.
• La inversión inicial puede recuperarse rápidamente.
• La inoculación con bacterias parece ser una técnica promisoria en el incremento de tuberculillos por planta. Esto se halla en plena investigación en el CIP.
• Con aeroponía se puede aumentar significativamente el ingreso o reducir los costos de producción de la semilla de calidad de papa, haciéndola mas accesible a los productores.
• Las fuentes de energía no convencional (solar, eólica) parecen ser promisorias para aeroponía.
La optimización de producción de semilla de papa por aeroponía es posible. Los siguientes factores necesitan ser estudiados para este fin:
• Se necesita probar la respuesta de nuevos cvs. Condiciones artificiales como luz adicional pueden implementarse fácilmente en invernaderos para probar aquellos cultivares que usualmente crecen en otras latitudes.
• Diferentes cultivares pueden requerir diferentes concentraciones óptimas de solución nutritiva.
• Se necesita probar previamente los nutrientes disponibles en cada localidad. Las mezclas desconocidas o no probadas pueden causar fitotoxicidad.
• Se requiere determinar el distanciamiento óptimo entre plantas. Los cultivares de Andígena probablemente requieran de mayor espaciamiento que los cultivares tipo Tuberosum.
• Las plántulas in vitro rinden bien en aeroponía. Otro tipo de material vegetativo, como esquejes y brotes de tubérculos, necesitan ser probados y comparados.
• Se necesita determinar la mejor época de producción para cada lugar, de acuerdo al clima prevalente y la programación del cultivo en el campo.
• Los métodos convencionales de control de plagas y enfermedades no siempre son aplicables en aeroponía. Se requiere desarrollar nuevos métodos para este fin.
• El uso de energía no convencional (solar, eólica) parece ser promisorio en aeroponía.
Es necesario también conocer las limitaciones y desventajas que presenta esta tecnología:
• Depende mucho de la disponibilidad de energía eléctrica. Cortes de energía por periodos prolongados pueden conllevar a la pérdida total del ciclo de producción.
• Se requiere personal con entrenamiento especializado.
• Como cualquier tecnología nueva, presenta varias incógnitas que deben ser resueltas con la investigación.
• Algunos materiales/equipos no se encuentran disponibles en algunos países.
• Cualquier patógeno radicular se diseminará rápidamente al resto de los cajones.
• La aeroponía no funciona bien en ambientes calientes, a no ser que se acondicionen costosos equipos de refrigeración, lo que aumentaría los costos de producción.
El invernadero
Una estructura normal de invernadero, con una inversión mínima para el control climático interno, debe ser suficiente para proporcionar un ambiente seguro para la producción de papa. Esto nos permitirá mantener nuestros costos de producción tan bajos como sea posible. Este ambiente debe proteger a nuestras plantas de pestes y condiciones climáticas adversas.
Elementos básicos
La infraestructura convencional de invernaderos para producción de semilla de papa es usualmente muy baja. En aeroponía necesitamos explotar el espacio vertical del invernadero. Tanto el follaje como el sistema radicular desarrollan mucho más en aeroponía que con el sustrato convencional. Usualmente, un factor climático limitante dentro del invernadero es el calor. Así, invernaderos con techos bajos son más calientes que invernaderos con techos altos. La orientación del invernadero es también importante para evitar el calor durante el día. Normalmente, los invernaderos con orientación este-oeste son más frescos que los que tienen orientación norte-sur. Los invernaderos sin techo (solo con malla) han probado ser inadecuados para aeroponía. Hay que tomar precauciones si sólo existe una malla antiáfida como techo, porque en ella se puede acumular polvo con esporas de patógenos que con la lluvia se pueden lavar e ir hacia los cajones, contaminando eventualmente a las plantas. El terreno asignado para la construcción del invernadero debe estar adecuadamente nivelado y no debe estar rodeado de árboles ni otros cultivos, especialmente solanáceos. El ambiente debe estar provisto de servicios de agua y electricidad.
Materiales y construcción
En casi todos los lugares se pueden encontrar materiales para la construcción de invernaderos. Los materiales más usados son madera, cemento, malla antiáfida y material para techo. Este último es el más crítico en términos de costo y duración. El plástico es más barato y puede durar hasta 3 años, dependiendo de su calidad. El techo de policarbonato o fibra de vidrio dura más (10 a 15 años), pero su costo es significativamente mayor. El mismo invernadero necesitaría una inversión mayor con el techo de este material. Si se escoge la opción del plástico, la infraestructura de madera donde va anclado el techo no debe tener superficies filudas que se puedan romper con vientos fuertes. La malla antiáfida usualmente dura alrededor de 10 años. El piso necesita una capa de 3 pulgadas de grosor de piedra chancada o grava. Esta capa servirá para aislar del suelo posibles pestes como malezas y patógenos. Los pisos de cemento son costosos y durante los días soleados absorberán e irradiarán mucho calor. En los planes de construcción debe considerarse la inclusión de una antecámara.
El techo necesita ser recubierto por una malla sombreadora para bajar el calor solar dentro el invernadero. En el mercado hay varios tipos de mallas sombreadoras con diferentes porcentajes de transmisión luminosa. Tanto las puertas como el techo requieren estar herméticamente sellados para evitar la entrada de insectos. Para fijar el techo y las mallas resulta muy útil contar con una pistola engrapadora de madera. La altura del invernadero debe ser de 2.5 m o mayor. Para lugares calientes, es mejor una altura de 3 m. Los diagramas y figuras que se muestran a continuación son útiles para construir un invernadero con fines de producción de semilla de papa.
Manejo del invernadero y prácticas de asepsia
La producción convencional de semilla de papa en invernaderos requiere de estrictas medidas de sanidad para evitar contaminaciones. En aeroponía, estas medidas deben ser de estándares más estrictos aún. Asumiendo que todo el invernadero está adecuadamente sellado, ningún tipo de insecto debe pasar al interior. El encargado del invernadero debe ser entrenado adecuadamente al respecto. La antecámara es un componente importante del invernadero pues se deben evitar entradas y salidas innecesarias. Los visitantes, en lo posible, deben permanecer afuera. El operador no debe haber visitado un campo de cultivo antes de ingresar al invernadero. Al entrar a un invernadero solo se debe abrir la puerta de la antecámara. Nunca abrir ambas puertas al mismo tiempo. La antecámara debe tener un lavatorio con agua y los siguientes materiales: 2 a 3 mandiles limpios, jabón sólido o líquido, una botella plástica conteniendo hipoclorito de Na (sodio) o Ca (calcio) al 2 % y papel toalla. Además, en la entrada se debe poner una bandeja con cal viva en polvo o polvo de azufre. Un trapo empapado en una solución de sulfato de cobre o amonio cuaternario (cloruro de benzalkonio y otros sinónimos) cumple similar función. Pasando los zapatos por esta bandeja se evita el ingreso de ácaros y esporas de patógenos del suelo al interior del invernadero. Si no se van a tocar las plantas, se deben lavar las manos con jabón y agua. Si se van a manipular plantas, además del jabón también debe usarse el desinfectante. Si se van a manipular plantas por un periodo prolongado, es mejor usar guantes descartables. El desinfectante debe ser usado después de manipular una planta y antes de empezar con la siguiente. El operador debe usar siempre el mandil, que debe estar colgado en la antecámara y nunca debe sacarse fuera del invernadero. De esta manera se disminuye las posibilidades de entrada de insectos que se puedan impregnar en nuestra ropa. El siguiente letrero debe colgarse a la entrada del invernadero:
El hipoclorito de sodio se vende usualmente como blanqueador en las tiendas, en concentraciones que varían de 3 a 5%. Una solución de 0.1% es suficiente para desinfección superficial de la semilla y eliminar la mayoría de bacterias. El hipoclorito de calcio se vende como polvo blanco que puede ser disuelto en agua. Ambos productos son usados para el tratamiento del agua potable. Ambos son descompuestos por acción de la luz solar, de modo que si se usan en botellas de plástico, estas deben ser recubiertas con papel aluminio para evitar el ingreso de luz. Para eliminar virus se necesita una solución del 2% de hipoclorito de calcio. Si vamos a cortar esquejes, necesitamos flamear los cuchillos o sumergirlos en una solución de hipoclorito con jabón. El alcohol absoluto diluido al 70% es también eficiente para la desinfección de las manos.
La colocación de trampas amarillas en 2 o 3 puntos del invernadero ayuda a controlar insectos y además es útil para detectar su presencia. Si las trampas tienen insectos muy a menudo, significa que debe haber entradas mal selladas en algún punto del invernadero, o que el operador está siendo descuidado. La malla antiáfida es a prueba de insectos, pero no a prueba de esporas de patógenos. Esporas de Phytophthora , Oidium y otros patógenos pueden atravesar la malla y pasar al interior del invernadero y si encuentran condiciones climáticas favorables desarrollarán la enfermedad. En este caso se deben usar fungicidas probados. En las plantas aeropónicas se recomienda usar el 50% de la dosis recomendada. Se recomienda también usar normas de uso seguro de plaguicidas. Cuando se emplea pesticidas, siempre se debe usar equipo de protección. Se debe contar con una escalera portátil para manejar las plantas aeropónicas. Nunca se debe mezclar pesticidas con la solución nutritiva a no ser que se hayan hecho pruebas preliminares.
Se debe contar con un termómetro dentro del invernadero. El operador debe registrar diariamente las temperaturas máximas, normales y mínimas. Las temperaturas nocturnas mínimas por debajo de 4oC son muy bajas para aeroponía. Así mismo, las temperaturas máximas (diurnas) por encima de 30oC son muy calientes. Cuando empieza la tuberización es deseable que las temperaturas máximas nocturnas estén en el rango de 10-15oC y las temperaturas diurnas, alrededor de 20oC. Las mallas sombreadoras ayudan mucho a reducir las temperaturas diurnas. Hay varios tipos de mallas sombreadoras en el mercado (Figura 12). Normalmente se usa la malla sombreadora negra, que reduce la entrada de luz en 50 por ciento y es de bajo costo y buena disponibilidad. Es también importante monitorear la temperatura de la solución nutritiva. Cuando las temperaturas se elevan demasiado (más de 20oC), ayuda colocar bolsas de plástico con hielo en el interior del tanque que contiene la solución nutritiva. También se pueden usar radiadores de enfriamiento, pero esto eleva los costos de producción.
La fuente de agua
Este es otro factor importante a tener en cuenta. Usualmente el agua potable se trata con cloro. Tanto el cloro como el sodio son elementos que incrementan significativamente la conductividad eléctrica del agua. Cuando el agua potable se usa para regar plantas en sustratos normales, el cloro es mayormente inofensivo porque se combina con compuestos orgánicos para formar cloruros, los que no son nocivos para las plantas. En hidroponía y aeroponía el cloro está directamente disponible para las plantas y puede ser dañino si está presente en concentraciones mayores a 2 ppm. El síntoma común es el quemado de las puntas de las raicillas. El indicador que mide la cantidad de sales en el agua es la conductividad eléctrica (CE). A mayor contenido de sales, es mayor la CE y viceversa. La CE es expresada en miliSiemens por centímetro (mS/cm), deciSiemens por metro (dS/m) o milimhos por centímetro (mmhos/cm). El agua a ser usada en aeroponía debe tener una baja CE, que no exceda a 1 mS/cm. El pH del agua es otro indicador útil. Fuentes de agua con un pH mayor a 8 son cuestionables para ser usadas en aeroponía. Es muy útil realizar un análisis del agua aunque las medidas de CE y pH caigan dentro de niveles aceptables.
Otro problema que podemos tener con la fuente de agua es la contaminación biológica. Generalmente las fuentes de agua de pozos profundos no están contaminadas. Las aguas de pozos superficiales, especialmente los ubicados cerca de centros urbanos, probablemente estén contaminadas con bacterias coliformes incluyendo la Erwinia ( Pectobacterium ). Las aguas cuya fuente es sospechosa deben pasar un análisis microbiológico. Hay filtros especiales para minimizar estos riesgos. Si es posible, el agua debe ser filtrada antes de ir al tanque de nutrientes. Hervir el agua es otra alternativa en ausencia de otras.
Las plantas
En aeroponía se deben usar plantas en óptimo estado. Por razones sanitarias se prefiere el uso de plántulas in vitro . Sin embargo, estas requieren ser manejadas por personal con experiencia. Estas plantas deben tener la edad y tamaño adecuados antes de pasar al periodo de aclimatación y antes de su ingreso al invernadero. A veces, por bajar costos, se producen plántulas muy apretadas con poco espaciamiento para su desarrollo en condiciones in vitro . Estas plántulas demorarán más tiempo en desarrollar un buen sistema radicular en arena. Las plántulas muy viejas y amarillentas no son adecuadas para aeroponía. Otros materiales, como brotes de tubérculos y esquejes, deben estar limpios y libres de enfermedades. La presencia de cualquier síntoma debe ser motivo suficiente para eliminar todo el lote de plantas. Esto puede ser visible especialmente al momento de transplantarlas de las bandejas de arena a los cajones. El tejido radicular y el tallo subterráneo deben estar completamente limpios y libres de arena. Antes de ponerlas en aeroponía, las plantas deben ser mantenidas en un invernadero limpio con fines de aclimatación.
Manejo de plántulas in vitro
Cuando nos llegan plántulas in vitro en tubos o magentas deben ser colocadas inmediatamente bajo luz. Para transporte se deben empacar de manera que no estén expuestas a la luz por varios días. El ambiente del laboratorio es diferente al ambiente del invernadero, por lo tanto las plantas deben ser climatizadas por 2-3 días antes de ponerlas en las bandejas de arena. También pueden ser transplantadas directamente a los cajones aeropónicos. Sin embargo, en nuestra experiencia notamos que un número considerable de plántulas muere al no tener suficiente tejido radicular que absorba el agua y los nutrientes. La otra ventaja de hacerlas enraizar previamente en arena es que para el transplante se pueden seleccionar solo las plantas uniformemente desarrolladas, descartándose las más débiles. La arena debe provenir de una fuente no contaminada. Tener en cuenta que la arena proveniente de ríos está usualmente contaminada con residuos químicos. Las plantas provenientes de semilla sexual de papa son buenas indicadoras de contaminación. Previamente se deben hacer pruebas con arenas de diferentes fuentes para identificar la más confiable. La arena debe ser lavada varias veces con agua de caño antes de su esterilización. Si no se tiene equipo de esterilización, después de lavada la arena puede ser hervida con agua o lavada de nuevo con agua hirviendo varias veces. La mayoría de patógenos son eliminados con calor después de ½ hora a 70oC. Sustratos esterilizados a temperaturas mayores pueden liberar manganeso, tóxico para las plantas. Con la arena no se presenta este problema. Luego de su esterilización, la arena se pone en bandejas en capas de 5 a 7 cm. Si no se tuvieran bandejas de plástico, se pueden usar jabas cubiertas con plástico. Estas jabas pueden utilizarse después para fines de almacenamiento. La arena debe tener suficiente humedad para hacer agujeros a intervalos regulares para el trasplante. Por lo menos un día antes del transplante las plantas deben ser expuestas a la humedad relativa del invernadero. En esta etapa se debe evitar la exposición directa a la luz solar. Durante los primeros 3 días las plantas deben ser regadas con la solución nutritiva diluida 1:1 con agua. Después, se debe usar la solución nutritiva normal. Evitar regar mucho o poco. Dependiendo del clima interno del invernadero, se debe regar solo cuando sea necesario, pues no debemos exponer a las plantas a un estrés innecesario. Se debe evitar la exposición directa a la luz solar durante los primeros días después del transplante. Después de 15 a 20 días las plantas deben haber formado suficiente sistema radicular como para ponerlas en los cajones aeropónicos.
Manejo de brotes de tubérculos
Se deben plantar tuberculillos pre básicos (que nunca fueron expuestos a condiciones de campo) con brotes vigorosos a intervalos regulares en bandejas de arena en forma similar a las plántulas in vitro . Se deben preferir los tuberculillos provenientes de cultivo aeropónico. Estas plantas deben regarse solo con agua, pues las plantas emergentes dependerán mayormente del tubérculo semilla para su alimentación. Dependiendo del cultivar y las condiciones climáticas, después de 2 a 3 semanas las plántulas deben haber formado tallos pequeños y suficiente sistema radicular para su transplante en aeroponía. Usualmente se obtiene más de 1 tallo por semilla, dependiendo del grado de dominancia apical de la semilla. El tubérculo semilla restante se elimina. Si en la bandeja hubiera algún tubérculo semilla con síntomas de podredumbre blanda u otra enfermedad, se deben eliminar todas las plantas de la bandeja.
Manejo de esquejes
Si contamos con plantas madres limpias, después de 2 a 3 semanas de plantadas debemos proceder a cortar las puntas apicales de cada planta para inducir la formación de más ramas laterales. Antes de cada corte, esterilizar los cuchillos o bisturíes que se van a usar. Se deben obtener esquejes de ramas jóvenes para colocarlas en bandejas con arena en forma similar a lo explicado anteriormente. Sumergir previamente la punta de los esquejes en una solución de hormona o polvo hormonal justo antes de ser colocados en arena facilitará el proceso de enraizamiento. No deben usarse esquejes muy viejos. El riego durante la primera semana se hará solo con agua, hasta que se forme algo de tejido radicular. Después, el riego debe hacerse del mismo modo que en el caso de las plántulas in vitro . Cuando los esquejes tengan suficiente sistema radicular, transplantarlas a los cajones aeropónicos. Los esquejes viejos solo formarán raíces y no deben ser usados para aeroponía. Mantener siempre condiciones asépticas para evitar contaminaciones.
Para el diseño de un sistema de aeroponía descarga el manual a continuación:
Fuente: Centro Internacional de la Papa (CIP)
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