Agricultura del futuro: jardinería sin suelo


Flexionar su pulgar verde no tiene por qué significar ensuciarse y ensuciarse, al menos si opta por la hidroponía, una forma alternativa de jardinería que no utiliza tierra.

Suena como algo de Los Supersónicos? Bueno, lo es. En 1990, la NASA comenzó a probar una "máquina de ensaladas" en su Centro de Investigación Ames con sede en California, con la esperanza de que algún día los astronautas pudieran cultivar productos frescos y nutritivos en el espacio. Sin gravedad, sin grandes espacios abiertos, sin tierra y, afortunadamente, no se requiere secado por congelación.

Si bien ese plan aún no ha florecido por completo, en 2009, la NASA todavía hablaba sobre el uso de las máquinas de ensaladas, "sistemas de soporte vital bioregenerativos" en el lenguaje de los científicos de cohetes, para mantener la vida humana durante períodos de tiempo más largos. mientras explora y potencialmente coloniza Marte.

Según el libro Cultura sin suelo: teoría y práctica, los humanos han superado a la madre naturaleza y han cultivado plantas en contenedores sobre el suelo durante aproximadamente 4.000 años, como indican las pinturas murales encontradas en el antiguo templo egipcio de Deir el Bahari. Sin embargo, la horticultura sin suelo no echó raíces hasta el siglo XX, cuando los científicos hicieron un esfuerzo por evitar los efectos perjudiciales de las plagas y patógenos transmitidos por el suelo.

Beneficios ambientales

Además de mantener un poco más limpias las manos de los jardineros, la agricultura hidropónica también mantiene la tierra más verde. Entre los beneficios de la hidroponía descritos en un informe de la Sociedad Uruguaya de Hidroponía está el hecho de que el agua utilizada para sustentar los sistemas se recicla y no contamina el medio ambiente con pesticidas nocivos. La hidroponía usa significativamente menos agua que la agricultura tradicional, explica la Asociación de Comercio de Jardinería Progresiva. Por ejemplo, si bien se necesita un promedio de 71 galones de agua para producir una libra de lechuga cosechada tradicionalmente, solo se requieren 3 galones de agua para hacer lo mismo en un ambiente sin tierra.

Los científicos han estado experimentando con una forma de hidroponía aún más respetuosa con el medio ambiente llamada acuaponía, un cruce entre la acuicultura y la hidroponía, en algunos lugares muy poco probables. Desde 1982, los visitantes de la atracción "Living with the Land" en el parque temático Epcot de Disney World en Orlando han sido testigos de una horticultura caprichosa y de vanguardia: adorables calabazas con orejas de ratón para Halloween, ¿alguien? El personal de jardinería de Mickey ofrece mucho más que diversión, sin embargo, detalla la revista de hidroponía Rosebud. El uso de la acuaponía por parte de Disney demuestra que los agricultores pueden aprovechar ventajosamente la relación simbiótica, un término biológico elegante para "situación de ganar-ganar", entre los subproductos nutricionales de los peces en el agua del embalse y las plantas hidropónicas que filtran el agua para producir más con menos.

Más control sobre los nutrientes de las plantas

Como si crear un ecosistema autosustentable y contenido no fuera suficiente, los jardineros realmente pueden adoptar el papel de dios controlando los nutrientes precisos que se suministran a las plantas en su agua, maximizando así la calidad de los productos cosechados. No puede hacer eso en "FarmVille". En un estudio de 1996 de la Universidad Purdue y la NASA publicado en Advances in Space Research, se encontró evidencia de que agregar nutrientes en exceso en la solución hidropónica de las plantas tuvo un efecto en los niveles de nutrientes que se encuentran en el producto final: el producto en sí.

Un estudio de 2012 de la Sociedad Internacional de Ciencias Hortícolas demostró que el tamaño, la longitud, el diámetro del tallo y el peso fresco de las plantas de lechuga cultivadas sin suelo superaron los resultados de un sistema agrícola convencional basado en el suelo porque resulta que las plantas, al igual que los humanos, son un reflejo de lo que comen.

Crezca más en menos espacio

La hidroponía también es eficiente en el espacio, y no solo en el sentido de la palabra planetas y galaxias, como se ve en el prototipo de agricultura de ambiente controlado de la Universidad de Cornell. De 1999 a 2001, Cornell trabajó con 0.15 acres de espacio de cultivo para producir la friolera de 1,000 cabezas de lechuga mantecosa por día. Pudieron superar esa meta y cosechar 1,245 lechugas por día, o 70 lechugas por pie cuadrado. Eso es mucha ensalada en preparación.

Debido a que la hidroponía requiere tan poco espacio, este tipo de jardinería es ideal para los habitantes de las ciudades que buscan agregar más flora a su jungla de concreto. Los diseñadores de la división de ingeniería y construcción de Hyundai colaboraron recientemente con la firma de diseño surcoreana Gromo para idear "Nano Garden", una unidad hidropónica vertical y futurista que proporciona estantes apilados de espacio de jardinería para cultivar verduras y hierbas frescas directamente en su cocina.

Cómo empezar

Hasta que el "Nano Garden" se convierta en realidad, los jardineros con poco espacio pueden comprar un kit hidropónico de Windowfarms.com, que ofrece jardines interiores verticales para la cosecha de verduras comestibles durante todo el año, desde berros y cebolletas hasta perejil de hoja plana. Los kits están completos con agua enriquecida con nutrientes que se bombea desde un depósito en la base del sistema. El mantenimiento de un Windowfarm puede ser mínimo, pero el Windowfarm básico de una columna y el "paquete de inicio" le costará casi $ 200.

Para una opción de bricolaje más asequible, el Programa de Pequeñas Granjas y Empresas Alternativas de la Universidad de Florida proporciona instrucciones paso a paso sobre cómo hacer un jardín hidropónico flotante de 4 pies por 8 pies por alrededor de $ 50. Con materiales fáciles de encontrar como madera, una lámina aislante de poliestireno y fertilizantes solubles en agua, usted también puede ser un científico y realizar experimentos hortícolas en su pequeño ecosistema controlado. (La bata blanca de laboratorio no es obligatoria).

Así que, después de todo, es posible que no logres cumplir tus sueños de la infancia de convertirte en astronauta, pero al menos puedes comer, y trabajar en el jardín, como uno.

- Rebecca Haughey, HellaWella

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Replantando un movimiento: Proyecto de agricultura de cocinas de Dan Barber

Dan Barber siempre ha sido un visionario. Su compromiso con los ingredientes orgánicos de origen local lo ha puesto a la vanguardia del movimiento de la granja a la mesa en los Estados Unidos y en todo el mundo. Ahora, con los restaurantes, la cadena de suministro y la cultura alimentaria en general tambaleándose por meses de bloqueo por coronavirus, él está estableciendo una visión para impulsar ese movimiento a alturas antes inimaginables.

El proyecto de agricultura de cocina tendrá como objetivo sembrar las semillas de un cambio de conciencia en la forma en que todos pensamos sobre nuestra comida. Partiendo de los renombrados Blue Hill at Stone Barns Center for Food & amp Agriculture, intentará regenerar y nutrir el micelio de la cadena alimentaria conectada y salvar a los pequeños agricultores de la desaparición de los clientes de sus restaurantes.

Tomando a tres chefs de la cocina de Blue Hill, el proyecto documentará a través de etapas o "recetas" su viaje, desde los principiantes hasta la planificación, plantación y cosecha de sus propios pequeños jardines. Y Barber quiere que todos acompañen ese viaje.

"Si te registras, obtendrás recetas paso a paso de lo que necesitas para comenzar su propio jardín", dice Barber. "Obtendrá una lista de las herramientas básicas que necesitará. Te llevaremos de la mano en cada etapa, con planes muy detallados y una guía de video paso a paso. Lo llevarán durante todo el proceso de deshierbe y cosecha, y luego lo llevaremos a la cocina con los ingredientes ".

Foto: Cortesía de Dan Barber

La Receta Uno consiste en cavar un pedazo de tierra donde puedas preparar tu jardín, medir lo que necesitas y pensar en semillas. La receta le indica que elija cuidadosamente las cosas que planta en términos de familias, como la solanácea o la brassica. “Para tener un jardín saludable, con un suelo saludable que atraiga a los insectos adecuados, se necesita biodiversidad”, dice Barber. "Pero no puedes tener un gran jardín lleno de papas y tomates, porque esa es toda la familia de las solanáceas".

Barber ha elegido a tres jóvenes Loma Azul chefs sin experiencia previa en horticultura para ser los protagonistas de lo que es esencialmente un reality show instructivo en línea sobre el cultivo de alimentos y su cocción. Las personas que se inscriben en el programa pueden interesarse por un protagonista en particular o los tres. Cada uno tiene diferentes antecedentes, con diferentes historias que contar, y todos están tratando sus jardines de 12 por 15 pies de una manera única.

Originario de Tailandia, Pruitt Kerdchoochuen llegó a cocinar a través de la defensa del medio ambiente. Sueña con un futuro como "magnate de la salsa picante", por lo que su jardín está lleno de pimientos interesantes que encontró en su país de origen o mediante la investigación. Ella contará una historia única, y la serie la seguirá mientras cosecha esos pimientos y los lleva a la cocina para comenzar a trabajar en su salsa picante que conquista el mundo.

Bronson Petti es un joven chef seguro del Medio Oeste que cree que todo es posible. Alrededor de su jardín ha construido un foso lleno de inoculantes de hongos e insiste en plantar arroz. Puede que no coseche mucho, pero cree que el cultivo de arroz seco es el futuro y quiere demostrarlo. Mientras tanto, el enérgico y extremadamente competente Chuan-Chieh Chang tiene un origen diferente: era chef en Blue Hill Nueva York durante un par de años antes de transferir a Blue Hill en Stone Barns.

Foto: Cortesía de Dan Barber

Cualquiera puede involucrarse en el Proyecto de agricultura de cocina. Todo lo que necesita es una pequeña parcela de tierra (no importa cuán pequeña sea), algunas herramientas básicas y la voluntad de arremangarse y meterse en la tierra. De las 2000 personas en todo el mundo que ya se han registrado, un tercio no tiene ninguna conexión con la industria de la restauración o la alimentación, pero quiere formar parte de ella. El movimiento crece día a día.

Pero si el movimiento de la granja a la mesa es un ser vivo orgánico, al igual que los jardines de Loma Azul - Barber lo ha visto sufrir un duro revés en las últimas semanas. Durante años, cobró impulso hasta que se fue integrando en la cultura alimentaria convencional. Más allá del ámbito de la buena mesa, el mundo se movía inexorablemente hacia ingredientes buenos, frescos, locales y orgánicos. Ahora, con una severa "sequía" que golpea al movimiento, Barber teme que toda la cultura floreciente corra el riesgo de ser devastada.

“Todo está en peligro”, dice. “El proyecto es un movimiento simbólico: tenemos restaurantes que están cerrados y tenemos suministro entre los restaurantes y los agricultores, una conexión que se ha entorpecido. Esa conexión fue el movimiento social más emocionante de los últimos 50 años, al menos en Estados Unidos. Estaba creciendo, no se había estancado. Cada año aumentaba la prevalencia de alimentos frescos locales, orgánicos y deliciosos. No se limitaba solo a las catedrales blancas de la buena mesa, sino que estaba comenzando a inculcar en la cultura gastronómica de Estados Unidos.

“En un momento todo eso se ha puesto en duda. Ahora puedes sentir el péndulo oscilar de nuevo, es un momento generacional. Tienes que pensar, ¿qué haces con ese cambio radical? Vas a la fuente de lo que creó el movimiento de la granja a la mesa. Fueron chefs y restaurantes ".

Foto: Cortesía de Dan Barber

Barber rastrea el movimiento de la granja a la mesa hasta nueva cocina en Francia, y los chefs que se negaron a ceñirse a las convenciones. Querían llevar la comida que habían consumido al crecer al público en general, y todo se trataba de la estacionalidad.

"Los nueva cocina los chefs no querían verse encadenados por dictados sin sentido. Querían algo nuevo, ligero y francés ”, dice. “Lo que no se ha cubierto tanto es que se trataba del mercado. Se trataba de estas especialidades locales, regionales, que les cocinaban sus abuelas y que los chefs querían llevar a sus restaurantes. Ese fue el corazón del movimiento. Lo que se habló mucho más en la prensa fue que se trataba de salsas y platos. Platos pequeños, todo ese tipo de cosas. Se trataba de eso, en parte, pero mucho más era el impulso por la estacionalidad.

Paul Bocuse, Capilla Alain y el Troisgros hermanos fueron los que dieron a luz a la cocina de Ducasse, Robuchon. Y en America Jean-George y David Bouley fueron las luces principales, y sus discípulos, de Nancy Silverton a mi. Soy un discípulo de eso. Soy el nieto de eso ".

Foto: Cortesía de Dan Barber

Barber se niega a dejar morir el movimiento de la granja a la mesa. Para él, el momento de actuar es ahora, no cuando todo haya terminado o cuando los restaurantes se recuperen. El proyecto de agricultura de cocina es una iniciativa de base, liderada por aquellos jóvenes que heredarán el movimiento y sembrarán las semillas que harán crecer una cultura alimentaria próspera para el mañana.

Más que un movimiento de jardinería u horticultura, este es un movimiento humano con una visión más amplia para empoderar a todos para que tomen el control de un futuro alimentario compartido. Tal vez sea una gran idea, pero de las pequeñas bellotas crecen poderosos robles.

"En este momento hay una bifurcación en el camino, tenemos una opción", dice Barber. “Estamos en un punto crítico del movimiento y si no actuamos ahora, una generación de pequeños agricultores independientes no lo logrará. Están las luces apagadas. Es así de simple."


Cultivo de hortalizas: ¿hidropónico u orgánico?

¿Pueden las frutas y verduras cultivadas hidropónicamente ser orgánicas? Entiendo que existe cierta controversia al respecto, pero no conozco los problemas.

La agricultura hidropónica es el cultivo de plantas en agua sin suelo. Una ventaja sobre el cultivo del suelo es que hay menos problemas con plagas y malezas y enfermedades transmitidas por el suelo. El cultivo hidropónico comercial se realiza en invernaderos.

De hecho, existe controversia sobre si las frutas y verduras cultivadas hidropónicamente pueden considerarse orgánicas o no. Aquí está el problema: algunos productos cultivados hidropónicamente han sido certificados como orgánicos por el Departamento de Agricultura de los EE. UU. (USDA), pero los agricultores sostienen que la certificación orgánica debe limitarse a los productos cultivados en el suelo. Argumentan que la agricultura ecológica beneficia la salud y la regeneración del suelo.

Este problema llegó a un punto crítico en noviembre de 2017, cuando la Junta Nacional de Normas Orgánicas votó en contra de una propuesta para prohibir los métodos hidropónicos en la agricultura orgánica. Tal como están las cosas ahora, mientras los agricultores hidropónicos utilicen solo pesticidas orgánicos & # 8211 si se necesitan pesticidas & # 8211, sus productos pueden recibir la certificación orgánica. Los defensores de la hidroponía afirman que es más eficiente en cuanto a energía y agua que la agricultura basada en el suelo. Afirman, por ejemplo, que los tomates se pueden cultivar orgánicamente con solo de tres a cinco galones de agua por libra de producción, mientras que cultivarlos en el suelo requiere hasta 37 galones de agua para obtener el mismo rendimiento. Otra ventaja de las granjas hidropónicas es que se pueden ubicar en cualquier lugar, incluso en edificios en medio de las ciudades, reduciendo así los costos de transporte para llevarlas al mercado. Según se informa, se están iniciando cada vez más granjas hidropónicas en todo el país.

No todas las granjas hidropónicas orgánicas son pequeñas y algunos grandes productores, incluidos Driscoll's y Wholesum Harvest, cultivan tomates, pepinos, calabazas, pimientos y bayas en invernaderos gigantes y los distribuyen por todo el país.

Los agricultores orgánicos que cultivan sus productos en el suelo argumentan que sus vegetales tienen mejor sabor y un contenido nutricional superior que los que se cultivan hidropónicamente. Nunca se ha establecido científicamente si los productos orgánicos en general son o no más nutritivos que los alimentos cultivados convencionalmente. Pero una mejor nutrición no es la razón principal para elegir productos orgánicos y el punto es evitar los pesticidas y herbicidas utilizados y sus efectos potencialmente adversos para la salud "y el planeta".

La afirmación de que las verduras cultivadas orgánicamente tienen un sabor superior es un juicio subjetivo, y existe el hecho de que el sabor puede variar de un cultivo a otro. Si bien los cultivadores hidropónicos a menudo dicen que cultivan sus tomates para darle sabor, he descubierto que, si bien la fruta a menudo se ve atractiva, el sabor generalmente es insípido y no se compara con los mejores tomates orgánicos o de cosecha propia cultivados en tierra. Nada supera el estallido del sabor del verano que viene con los tomates madurados al sol en su propio jardín o en los campos de un buen agricultor orgánico local. Esto podría cambiar si los productores hidropónicos se enfocaran en mejores variedades.

Puedo entender las objeciones de la comunidad orgánica a llamar orgánicos a los productos cultivados sin suelo, pero también creo que el cultivo hidropónico tiene un gran futuro y se puede hacer sin fertilizantes químicos y pesticidas. Tal vez necesitemos crear y nombrar una nueva categoría para ello.


Qué sucede en un sistema natural

En un bosque, donde el suelo es increíblemente rico, sustentando una abundante vida vegetal pero aún aumentando en fertilidad, las cosas se hacen de manera un poco diferente. Todas las plantas crecen juntas en lugar de individualmente. El suelo del bosque rara vez se gira, salvo por algún animal ocasional que rasca la superficie en busca de comida o un árbol arrancado de raíz. Las hojas y ramas de árboles y arbustos caen, cubriendo todo con un espeso edredón de escombros. Los fertilizantes, herbicidas y pesticidas nunca influyen en la ecuación.

Esto funciona tan bien por una gran cantidad de razones. La mezcla de plantas es muy valiosa porque cada planta tiene diferentes sistemas de raíces (todos realizan diferentes tareas relevantes), necesita minerales específicos y cumple funciones específicas en el sistema. Al cubrirse el suelo una y otra vez, la capa superior del suelo está protegida (y húmeda) en lugar de seca y erosionada. Luego, todos esos escombros se descomponen, alimentando toda la vida dentro y elevándose sobre el suelo. Nada se desperdicia. No es necesario agregar nada. El sistema se mantiene a sí mismo.


Jardines de camas elevadas

La jardinería en camas elevadas es una técnica simple que puede mejorar la salud y la productividad de su jardín. Las camas elevadas tienen una mejor estructura y drenaje del suelo, lo que permite que el suelo se caliente más temprano en la temporada y le da una ventaja en la primavera.

Las malas hierbas perennes rebeldes pueden ser un problema menor en camas elevadas que en otros jardines.

También es posible que desee construir una cama elevada para llevar el suelo a un nivel de trabajo más cómodo.

Ya sea por estética o accesibilidad, los jardineros modernos están redescubriendo la técnica centenaria de jardinería en camas elevadas para sus verduras, flores y arbustos.

Tipos de camas elevadas

La forma más simple de camas elevadas son montículos de superficie plana, generalmente de seis a ocho pulgadas de alto. No requieren otros materiales que no sean tierra adicional.

Traiga tierra adicional para formar las camas, o excave de tres a cuatro pulgadas de tierra de los caminos entre las camas. Si trae tierra adicional, asegúrese de que no provenga de un área donde haya patógenos de plantas transmitidos por el suelo o contaminantes como plomo y pesticidas. Ya sea que excave sus caminos o no, asegúrese de que las áreas de acceso alrededor de las camas elevadas tengan al menos 24 pulgadas de ancho.

Decida primero el tamaño de su cama de suelo elevado. Si puede alcanzar solo un lado de la cama, el ancho máximo debe ser de 2½ pies. Si tiene acceso desde ambos lados, la cama puede tener hasta cinco pies de ancho. La longitud y la forma dependen totalmente de ti.

Para hacer la cama en sí, agregue de cuatro a seis pulgadas de compost terminado, turba o estiércol bien podrido al área existente. Aplíquelo a fondo en el suelo subyacente. La labranza no será una práctica normal en el lecho elevado. Dale forma a la tierra labrada en un montículo plano de aproximadamente veinte centímetros de alto, con lados que se estrechan en un ángulo de 45 grados. Deje que la tierra descanse y se asiente durante una o dos semanas antes de plantar.

Evite pisar el lecho elevado, que compactará el suelo. Use una azada para alcanzar las malas hierbas en el medio de la cama. Del mismo modo, apóyese en la azada para cosechar desde el centro del jardín. Trate de mantener intactos los lados del montículo, para que su cama elevada no se hunda en los caminos.

A medida que avanza la temporada, el suelo se asentará, pero el montículo permanecerá. Una vez creadas, las camas de suelo elevado solo necesitan una remodelación menor con un rastrillo al comienzo de cada temporada. Cada temporada agregue materia orgánica a la superficie como mantillo durante la temporada de crecimiento o después de la cosecha. Las lombrices de tierra y otros organismos del suelo lo llevarán al suelo, por lo que no es necesario labrarlo.

El borde de su cama elevada coloca una barrera importante entre su jardín y el césped, la mayor fuente de malezas perennes. El marco, ya sea de madera, piedra, ladrillo o plástico, agrega un aspecto pulcro y acabado. Algunos jardineros también dejan un borde de cuatro pulgadas de tierra desnuda o con mantillo alrededor de la cama para facilitar el corte.

Al decidir la forma y el tamaño de una cama elevada con soporte, tenga en cuenta que algunos materiales para bordes solo permiten esquinas angulares. Prepare la tierra como antes, pero coloque el marco alrededor de la cama antes de rastrillar la tierra para darle forma.

A diferencia de una cama sin apoyo, puede hacer una cama elevada con apoyo de más de cinco pies de ancho. Los lados de madera resistentes pueden soportar una tabla ancha que se usa como puente y se mueve de una parte del jardín a otra, de modo que pueda llegar al centro del jardín sin pisar el suelo.

Para hacer un marco de madera, corte piezas de madera de 2 "x 6" resistente a la putrefacción sin tratar, como el cedro. Las traviesas de ferrocarril, a menos que estén extremadamente desgastadas, no son una buena opción para la cama elevada. Los durmientes de ferrocarril tratados con creosota son tóxicos para las plantas. La madera tratada con cobre, cromo y arsénico (CCA) también es dañina para los cultivos de hortalizas porque parte del arsénico puede filtrarse de la madera a las plantas.

Gire las tablas "duramen hacia adentro" de modo que si se deforman, se curven ligeramente hacia afuera en el medio. Asegure las esquinas con tornillos para terraza. Quite o agregue tierra según sea necesario para asegurarse de que el marco esté nivelado. Una vez que el marco esté en su lugar, esparza la tierra uniformemente con la parte superior. Ahora puede plantar hasta el borde de la cama. Tendrá un espacio de cultivo más grande que en un lecho de suelo elevado de la misma área, ya que no tiene que mantener los lados inclinados.

Camas elevadas en contenedores

Una cama elevada con paredes de 10 "a 12" ofrece más protección a las plantas en áreas de mucho tráfico cerca de las aceras. En áreas pavimentadas donde el calor reflejado puede estresar a las plantas, elevar un lecho a uno o dos pies puede reducir el calor. Las camas elevadas con paredes aún más altas maximizan la accesibilidad física y reducen el mantenimiento. Para la mayoría de los usuarios de sillas de ruedas, 27 "es una altura de trabajo cómoda, pero puede personalizar las camas a cualquier altura. Elija el ancho que coincida con el alcance de su brazo.

Para hacer una maceta de 27 "de alto, coloque una tabla de 2" x 4 "y tres tablas de 2" x 8 "horizontalmente, con tablas de 2" x 4 "verticalmente como refuerzo, especialmente en las esquinas. Primero construya los lados, volviendo a girar las tablas "Duramen adentro". Utilice tornillos para tarimas para fijar las tablas de refuerzo verticales y para unir las esquinas. Puede hacer un borde para sentarse colocando una tabla de 1 "x 4" plana en la parte superior del marco, extendiéndola por los lados.

Llene la maceta con una mezcla de tierra y materia orgánica, y agregue de dos a cuatro pulgadas más cada año a medida que la tierra se asiente y envejezca. Recuerde que los recipientes, incluso los grandes, necesitan riego adicional.

Vincent Fritz, horticultor de Extensión y Carl Rosen, científico de suelos de Extensión


Personas / Empresas / Recursos mencionados en este episodio

  • Farm.One
  • Farm.One página de Instagram
  • Cocina de Matthew Kenney
  • AeroFarms
  • Edenworks
  • De infarto
  • Mucho
  • Propagar
  • Granjas de carga
  • Agricultura Bowery
  • Raíces cuadradas
  • Sistema doméstico: Hamama
  • Sistema de inicio: haga clic y crezca
  • Sistema doméstico: Ava
  • Libro: The Vertical Farm: Feeding the World in the 21st Century por Dr. Dickson Despommier
  • Acerca de la hidroponía
  • Acerca de la acuaponia
  • Sobre aeroponía
  • Sobre Fogponics

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Invención de la hidroponía moderna

En el siglo XIX, un botánico alemán de la Universidad de Wurzburg, Julius Sachs, dedicó su carrera a comprender los elementos esenciales que las plantas necesitan para sobrevivir. Al examinar las diferencias entre las plantas que crecen en el suelo y las que crecen en el agua, Sachs descubrió que las plantas no necesitaban crecer en el suelo, sino que solo necesitaban los nutrientes que se derivan de los microorganismos que viven en el suelo. En 1860, Sachs publicó la fórmula & # 8220nutrient solution & # 8221 para cultivar plantas en agua, que sentó las bases de la tecnología hidropónica moderna (Figura 1).

Figura 1: Solución nutritiva. Las plantas obtienen 3 nutrientes del aire (carbono, hidrógeno y oxígeno) y 13 nutrientes del agua suplementada: nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, hierro, manganeso, cobre, zinc, boro, cloro y molibdato.

En 1937, un científico estadounidense, el Dr. W.E. Gericke describió cómo este método de cultivo de plantas podría usarse con fines agrícolas para producir grandes cantidades de cultivos. Gericke y otros demostraron que la dinámica de fluidos del agua cambió la arquitectura de las raíces de las plantas, lo que les permitió absorber nutrientes de manera más eficiente que las plantas cultivadas en el suelo, lo que hizo que crecieran más en menos tiempo. Desde entonces, los científicos han optimizado la solución de nutrientes, un total de 13 macronutrientes y micronutrientes, que se agregan al agua para el cultivo hidropónico (Figura 1).

Los sistemas hidropónicos de hoy son muy sofisticados, existen sistemas que monitorearán el nivel de nutrientes, el pH y la temperatura del agua, e incluso la cantidad de luz que reciben las plantas. Hay tres tipos principales de sistemas hidropónicos: una técnica de película de nutrientes, un sistema de flujo y reflujo y un sistema de mecha (Figura 2). Una técnica hidropónica de película de nutrientes implica que las plantas se cultiven en una bandeja de cultivo ligeramente inclinada y colocada sobre un depósito lleno con la mezcla de agua y nutrientes. Esto permite que una fina corriente de agua fluya a través de las raíces de las plantas, lo que permite que las plantas tengan suficiente agua, nutrientes y aireación, y luego se drenan de nuevo al depósito. La técnica de la película de nutrientes es el sistema hidropónico más utilizado en la actualidad. Plenty y Bowery, dos de las granjas hidropónicas más grandes de EE. UU., Utilizan técnicas de película de nutrientes para cultivar lechuga, espinaca y otras verduras de hoja verde. La técnica de flujo y reflujo permite que las plantas se inunden con el agua rica en nutrientes y, una vez que las raíces de las plantas absorben los nutrientes, el agua se drena activamente hacia un depósito para ser reutilizada. Finalmente, un sistema de mecha hidropónica es el más simple de todos, ya que los nutrientes se le dan pasivamente a la planta desde una mecha o un trozo de cuerda que llega hasta la planta desde el depósito de agua. En este sistema, las plantas se cultivan en un medio de cultivo inerte como arena, roca, lana o bolas de arcilla que ayudan a anclar las raíces de las plantas. Estos diferentes sistemas son intercambiables, pero algunos sistemas pueden ser mejores para cultivar diferentes tipos de plantas.

Figura 2: Las tres técnicas más comunes para el cultivo hidropónico. En todos los enfoques, el agua se fortifica con una solución nutritiva que se almacena en un depósito de nutrientes. Luego, el agua se bombea activamente a la bandeja de cultivo (paneles A y B) o se pasa pasivamente a la bandeja de cultivo (panel C) a través de una mecha. Las raíces de las plantas crecen más gruesas que las de las plantas cultivadas en el suelo, lo que les permite absorber los nutrientes de manera más efectiva.

Las ventajas de utilizar cualquiera de estos sistemas hidropónicos son múltiples. Primero, dado que no hay suelo, no hay necesidad de preocuparse por tener una parcela de tierra, malezas, patógenos que viven en la tierra o tratar los cultivos con pesticidas. El agua también se conserva en gran medida debido al depósito de nutrientes porque la misma agua se puede reutilizar una y otra vez. Además, como la mayoría de estas granjas hidropónicas se encuentran en el interior, se pueden producir alimentos durante todo el año e incluso en el medio de una gran ciudad, como Nueva York. Dados todos estos beneficios, es posible que comencemos a ver el surgimiento de más granjas hidropónicas en los EE. UU. Y en todo el mundo porque este método de cultivo es muy prometedor para revolucionar la agricultura al utilizar menos agua y otros recursos.


Cómo funciona la hidroponía

Si alguna vez ha colocado un recorte de plantas en un vaso de agua con la esperanza de que desarrolle raíces, ha practicado en forma de hidroponía. La hidroponía es una rama de la agricultura donde las plantas se cultivan sin el uso de tierra. Los nutrientes que las plantas obtienen normalmente del suelo simplemente se disuelven en agua y, según el tipo de sistema hidropónico utilizado, las raíces de la planta se suspenden, se inundan o se empañan con la solución de nutrientes para que la planta pueda obtener los elementos. necesita para crecer.

El término hidroponía se origina en el griego antiguo y quothydros, que significa agua, y ponos, que significa trabajo. A veces se puede denominar erróneamente acuicultura o acuicultura, pero estos términos se usan realmente de manera más apropiada para otras ramas de la ciencia que no tienen nada que ver con la jardinería.

A medida que la población de nuestro planeta se dispara y la tierra cultivable disponible para la producción de cultivos disminuye, la hidroponía nos ofrecerá una especie de salvavidas y nos permitirá producir cultivos en invernaderos o en edificios de varios niveles dedicados a la agricultura. Ya, donde el costo de la tierra es muy elevado, los cultivos se están produciendo bajo tierra, en azoteas e invernaderos utilizando métodos hidropónicos.

Perhaps you'd like to start a garden so that you can grow your own vegetables, but you don't have the space in your yard, or you're overwhelmed by pests and insects. This article will arm you with the knowledge you need to successfully set up a hydroponics garden in your home and provide suggestions of plants that will grow readily without a big investment.

History of Hydroponics and Soil-less Gardening

While it's easy to imagine this kind of process being labeled as a bunch of new age science fiction, hydroponics has actually been in use for thousands of years. The famous Hanging Gardens of Babylon, one of the seven wonders of the ancient world, are largely believed to have functioned according to hydroponic principles. Built around 600 B.C. in Babylonia, or Mesopotamia, the gardens were situated along the Euphrates River. The area suffered from a dry, arid climate that rarely saw rain, and it's believed that the lush gardens were watered using a chain pull system, which carried water up from the river and allowed it to trickle down to each step or landing of the garden structure.

During the 10th and 11th centuries, the Aztecs developed a system of floating gardens based on hydroponics. Driven out of their land, they settled at Lake Tenochtitlan. Unable to grow crops on the lake's marshy shore, they built rafts out of reeds and roots. These rafts were topped with a bit of soil from the bottom of the lake, and then floated out to the center of the water. Crops would grow on top of the rafts, their roots reaching through the rafts and down into the water. Marco Polo's writings indicate he witnessed similar floating gardens while visiting China in the late 13th century [source: Indianetzone.com].

Formal research and publications on hydroponics didn't begin until the 17th century. Sir Francis Bacon, a British scientist, philosopher and politician did research on soil-less gardening in the 1620s. His work on the subject was published posthumously in 1627 and sparked an incredible wave of research into hydroponics.

In 1699, another English scientist, John Woodward, performed tests involving spearmint growth in various water solutions. He attempted to grow spearmint plants in rain water, river water and water that had been mixed with soil and then drained. He found that the mint grew faster and produced healthier plants in the water solution that had been mixed with soil. His conclusion was that plants would grow better in less pure water than they would in distilled water. We know today that his results were due to minerals that remained in the water after it had been mixed with the soil [source: Glass].

­­A Berkeley scientist, William Gericke, promoted the use of hydroponics in commercial agriculture. Using a process he called "aquaculture," he touted the benefits of soil-less gardening by growing massive tomatoes in his home via water and nutrient solutions. After finding that the term "aquaculture" was already being used to describe the study of aquatic organisms, he coined the term "hydroponics," which we still use today [source: Jensen].

Two other Berkeley scientists, Dennis Hoagland and Daniel Arnon, later expanded upon Gericke's research. In 1938, they published "The Water Culture Method for Growing Plants without Soil," which is widely considered to be one of the most important texts ever published about hydroponics. Several of the nutrient solutions they developed are still used today.

According to a 1938 Time magazine article, one of the first commercial uses of hydroponics occurred during this period based on the research taking place at Berkeley. Tanks of mineralized water were used to grow beans, tomatoes, and vegetables on tiny Wake Island, a small piece of land in the Pacific Ocean. This island was used as a refueling stop for Pan-Am Airways, and the food grown there was used successfully to feed the airline's staff and crew. Similar situations occurred during World War II, as hydroponics was used to grow crops for troops on barren Pacific Islands [source: Time Magazine].

William Gericke is credited with giving hydroponics its name, but his work is often clouded by scandal. Though his hydroponic research was done while he was employed at UC Berkeley, he claimed that his work on the theory was done off the clock, in his own time. He therefore refused to share any of his work or research, and left the university before publishing his famous work on the subject, “Complete Guide to Soil-Less Gardening.” Hoagland and Arnon were given the job of trying to replicate his research, and fortunately for the future of hydroponics, they’re credited with many of their own contributions to the science [source: Time Magazine].

Why Use a Hydroponic System?

So why go through all the trouble of setting up a hydroponic system? After all, people have been growing food just fine for thousands, if not millions of years using good old-fashioned dirt. Hydroponics offers some significant benefits over traditional farming, and as word about these benefits spreads, more people will turn to hydroponics for their agricultural needs.

­First, hydroponics offers people the ability to grow food in places where traditional agriculture simply isn't possible. In areas with arid climates, like Arizona and Israel, hydroponics has been in use for decades. This science allows the people of these areas to enjoy locally grown produce and to expand their food production. Similarly, hydroponics is useful in dense urban areas, where land is at a premium. In Tokyo, hydroponics is used in lieu of traditional soil-based plant growth. Hydroponics is also useful in remotes locales, such as Bermuda. With so little space available for planting, Bermudians have turned to hydroponic systems, which take around 20 percent of the land usually required for crop growth. This allows the citizens of the island to enjoy year-round local produce without the expense and delay of importation. Finally, areas that don't receive consistent sunlight or warm weather can benefit from hydroponics. Places like Alaska and Russia, where growing seasons are shorter, use hydroponic greenhouses, where light and temperature can be controlled to produce higher crop yields.

We also must consider the significant environmental benefits to hydroponics use. Hydroponics systems require only around 10 percent of the water that soil-based agriculture requires. This is due to the fact that hydroponic systems allow recycling and reuse of water and nutrient solutions, and the fact that no water is wasted. This can have quite an impact on areas where water is scarce, such as in the Middle East and parts of Africa. Similarly, hydroponics requires little or no pesticides and only around 25 percent of the nutrients and fertilizers required of soil-based plants. This represents not only a cost savings but also benefits the environment in that no chemicals are being released into the air. Finally, we must consider the environmental impacts of transportation. As hydroponics allows produce to be grown locally and requires fewer areas to import their crops, there is a reduction in both price and greenhouse gas emissions due to reduced transportation requirements [source: Jensen].

Next, hydroponics offers us the benefit of a shorter harvest time. Plants grown in this manner have direct access to water and nutrients and therefore, are not forced to develop extensive root systems to allow them to find the nutrients they need. This saves time and produces healthier, lusher plants in about half the time as traditional agriculture.

So why isn't hydroponics taking over? This is due to several distinct disadvantages associated with these systems. The first is the high capital investment when compared with soil farming. Though hydroponics is typically much cheaper over time, it does require a substantial upfront cost to establish any sort of larger system. Next, there's the threat of power failure, which can cause pumps to stop working and ruin crops. Finally, many people fear that hydroponics requires substantial know-how and research, when in fact, it's very similar to traditional gardening. After all, plants rely on certain nutrients in order to grow, and these nutrients don't change, no matter which system you're using.

The Science Behind Hydroponic Nutrients

Before we can take a look at how hydroponics works, we must first understand how plants themselves work. Generally speaking, plants need very little to grow. They can subsist on a simple blend of water, sunlight, carbon dioxide and mineral nutrients from the soil. Plants are able to transform light energy into chemical energy to form sugars that allow them to grow and sustain themselves. Thus, plants convert carbon dioxide, water and light into sugars and oxygen through a process called photosynthesis. The photosynthesis process requires that the plant has access to certain minerals, especially nitrogen, phosphorus and potassium. These nutrients can be naturally occurring in soil and are found in most commercial fertilizers. Notice that the soil itself is not required for plant growth: the plant simply needs the minerals from the soil. This is the basic premise behind hydroponics -- all the elements required for plant growth are the same as with traditional soil-based gardening. Hydroponics simply takes away the soil requirements.

­There are several different types of hydroponic systems, though each is based on the same initial concepts. Here, we'll examine each type, discover how and why it's used and see which kinds of plants respond best to each method.

Ebb and Flow Systems require a medium, such as perlite, which serves no purpose other than to provide stability for the plant's roots. The plant derives no nutrients from the medium itself. Ebb and flow systems include a tray in which the plant is placed in a medium below the tray in a separate container is a reservoir containing water and mineral solutions. The water from the reservoir is periodically pumped up into the tray. This floods the tray and allows the plants to absorb water and nutrients. Gradually, the water drains back into the reservoir due to gravity. Ebb and Flow systems work best with small plants like herbs and are typically used in smaller hydroponic setups, such as those in the home.

Nutrient Film Technique (NFT) is a water-based system that requires no soil or mediums. They're built using wooden channels, which support polyethylene film liners. Plants such as tomatoes and cucumbers are placed on the channels, and the nutrient enriched water is pumped to the high end of each channel. The channels slope down, and water is collected at the end to be pumped back through the system and reused. Only plants with large established root systems will work with this technique.

Drip Systems are set up almost identically to an ebb and flow system, although instead of water being pumped through one large tube, it's pumped through many small tubes and drains onto the top of the plants. This system is ideal for plants that don't yet have a developed root system, and like an ebb and flow system, works best with smaller plants.

Aeroponics is another water based system, which, like NFT, requires no medium. Plants are suspended on a tray, with their roots freely dangling below. The entire tray is placed into a box that has a small amount of water and nutrient solution in the bottom. A pump system is used to draw the water up, where it's sprayed in a fine mist onto the entire plant and root in a continuous manner. This system is the most difficult to set up and manage, but it has great potential for large commercial uses.

Wick Systems are similar to ebb and flow systems in that they're medium-based. Plants are placed into a tray filled with a medium such as perlite or rockwool. At the base of each root, a nylon rope is placed, which is allowed to dangle freely, extending beyond the bottom of the tray. The entire tray is then placed on top of a reservoir. The nylon ropes absorb the water and nutrients, wicking them up to the plant's roots. This system is desirable because it requires no pumps or other equipment to be purchased [source: Roberto].

For more on what goes into setting up the different types of hydroponic systems, read on to the next section.


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