Convencionalmente se define al cultivo en grava como aquel sistema hidropónico que comprende a los métodos en que las plantas crecen en un sustrato, generalmente no absorbente, y cuyas partículas quedan comprendidas entre los 2 mm y 2 cm de diámetro.
De entre los muchos materiales que se consideran como grava y que se utilizan con frecuencia en la hidroponia, destacan los siguientes: basalto, granito, tezontle, piedra pómez, pedazos de ladrillo, carbón, poliestireno, poliuretano, cascarilla de arroz, etc.
La solución nutritiva se suministra, casi exclusivamente, mediante subirrigación, es decir, la solución se aplica al fondo de la tina o recipiente y va mojando la grava de abajo hacia arriba.
En este capítulo se discuten diferentes métodos con el nombre genérico de cultivo en grava y sólo se particulariza en los diferentes sustratos cuando existen diferencias metodológicas o económicas de consideración.
El cultivo en grava requiere el uso de tinas impermeables. Como sustrato para las raíces se coloca dentro de las tinas un medio, generalmente no absorbente, con partículas relativamente grandes para asegurar una excelente aireación (más de 2 mm de diámetro), pero no tan grandes que no retengan la suficiente humedad para las raíces. Tan pronto como la solución es forzada dentro de las tinas y circula de abajo hacia arriba, el bióxido de carbono, producto de la respiración radical, es expulsado de la grava; al drenar la solución rápidamente, el sustrato succione aire nuevo, que es aprovechado por las raíces de las plantas en cultivo. Las partículas de grava retienen sobre sus superficies (y también dentro de las partículas de materiales porosos) humedad suficiente para permitir un crecimiento satisfactorio.
La solución puede reutilizarse por un tiempo indefinido (si se realizan análisis químicos frecuentes y se restituye el agua perdida por transpiración) o bien renovarse periódicamente.
En función de su tamaño y de otras características propias, las partículas de grava empiezan a secarse después de unas pocas horas y necesitan regarse con bastante frecuencia por lo que a nivel comercial se requiere de un equipo de bombeo muy eficiente.
El cultivo en grava ha demostrado varias ventajas en instalaciones comerciales y es el más comúnmente utilizado en las instalaciones hidropónicas de Estados Unidos e Israel.
Problemas técnicos
El cultivo hidropónico en grava presenta ciertos problemas técnicos de considerable importancia.
Características nutricionales: en general, el control nutricional es semejante al que se realiza bajo cultivo en solución y es más exacto que bajo cultivo en agregado.
Bajo este apartado se discuten tres aspectos: acidez de la solución, nivel de fosfatos y nivel de fierro.
Acidez de la solución: para obtener buenos resultados debe mantenerse la acidez de la solución dentro del rango que va de media a ligeramente ácida. Las fluctuaciones de acidez no son tan marcadas como bajo cultivo en solución, pero sí bastante más que en cultivo en agregado.
Nivel de fosfatos: el nivel de fosfatos en la solución nutritiva debe regularse adecuadamente. Cantidades excesivas de este radical conducen a la precipitación de microelementos en la misma (principalmente fierro). Se recomienda, por tanto, no sobrepasar los seis milimoles de concentración de fosfatos.
El manejo adecuado del nivel de fosfatos favorece la regulación de la acidez de la solución debido a su acción estabilizadora. Una concentración entre dos y cuatro milimoles favorece esa acción.
Nivel de fierro: uno de los principales problemas del cultivo en grava es el de mantener un nivel adecuado de fierro en la solución nutritiva.
Aunque a menudo se encuentra suficiente fierro en el agua y en las impurezas de los fertilizantes comerciales para satisfacer la demanda de las plantas, se recomiendan adiciones frecuentes en pequeñas concentraciones.
Un exceso de fierro puede causar una deficiencia de fósforo, por eso las adiciones deben ser del orden de una parte por millón (ppm).
Características físicas: los principales problemas relativos a las características físicas del cultivo en grava comprenden: tipo y características de la grava, aireación, requisitos del drenaje, frecuencia de irrigación, volumen de la solución, lavado de la grava y temperatura de la grava.
Tipo y característica de la grava: existe, como ya se mencionó, una variedad de sustratos denominados convencionalmente corno grava. Cada uno de ellos posee ciertas características, ventajosas algunas y desventajosas otras, que hay que tomar en cuenta al seleccionarlos. Para lograr un crecimiento satisfactorio de las plantas, la grava debe poseer varias características deseables como las que a continuación se enumeran:
1. No contener materiales tóxicos. En algunos tipos de carbón se pueden encontrar excesivas cantidades de boro o de compuestos azufrosos, por lo que se recomienda lavarlos concienzudamente y/o tratarlos con una solución de silicato de sodio.
El problema más común es, sin embargo, la excesiva acidez o alcalinidad del sustrato, provocada ya sea por sustancias extrañas o porque el tipo de grava sea así por naturaleza. Para corregir la alcalinidad se puede lavar profusamente el sustrato con agua, con una solución ácida, o bien con una solución de superfosfato. En caso de excesiva acidez (situación poco frecuente en la práctica) se sugiere el lavado con agua, con una solución de hidróxido de potasio o con una solución de superfosfato.
2. El medio debe propiciar un excelente drenaje. El tamaño de las partículas, la presencia de material extraño como arena, suelo o fango y la porosidad de la grava, son los principales factores relacionados a esta característica. Todo el líquido libre debe ser drenado; sólo una pequeña película de humedad (y nutrientes) debe quedar retenida en la superficie de las partículas.
3. La grava debe proveer una buena retención de humedad. El principal factor involucrado es el tamaño de las partículas; influye, además, el hecho de que las partículas irregulares o planas tienen superficies de contacto más grandes, lo que les permite una mayor retención de humedad. La porosidad también es importante, sin embargo, presenta algunos problemas, por ejemplo, las gravas porosas son difíciles de lavar y por lo tanto resulta casi imposible el remover impurezas y nutrientes que, incluso, pueden alcanzar niveles de toxicidad; por la misma razón la esterilización química se puede ver un tanto dificultada.
4. Debe propiciar una aireación adecuada. Esta característica se relaciona con la retención de humedad y el drenaje.
5. La grava debe tener la suficiente consistencia para ser durable. Algunos tipos de grava son suaves y se van descomponiendo con el tiempo dificultando el drenaje y, por consecuencia, la adecuada aireación.
6. La grava no debe tener aristas cortantes. Algunos tipos de grava son filosos y pueden causar daño mecánico a ciertas plantas sobre todo en donde el viento es fuerte.