Importancia de medición de OD en sistemas hidropónicos

Equipos: HI9146, HI9147, HI98193, HI98198

Parámetros/Segmentos: Oxígeno disuelto, oxigenación, hidroponía, concentración, saturación.

Descripción:

Oxígeno disuelto Stevens Institute of Technology (2006), citado por Gamarra, Postillo, Reyes, Rivera y Santos (2013), mencionan que, el oxígeno disuelto (OD) es la cantidad de oxígeno en el agua, el cual es esencial para los riachuelos y lagos saludables; puede ser un indicador de cuán contaminada está el agua y cuán bien puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal. Generalmente, un nivel más alto de oxígeno disuelto indica agua de mejor calidad. Si los niveles de oxígeno disuelto son demasiado bajos, algunos peces y otros organismos no pueden sobrevivir. La concentración de oxígeno disminuye conforme la temperatura se incrementa, por lo que puede esperarse que los valores de oxígeno sean altos en los meses fríos y bajos en los meses cálidos. Como todos sabemos, el agua se compone de átomos de oxígeno e hidrógeno. El oxígeno molecular, más conocido como oxígeno disuelto, es el que usan las criaturas acuáticas y los organismos aeróbicos que viven dentro y alrededor de la rizosfera de las plantas. Las evaluaciones que se practican al agua para aplicarlas a la vida acuática miden la calidad del agua en relación con la cantidad contenida de oxígeno disuelto, cuanto más haya disuelto, mejor es la calidad del agua. Este estándar debe aplicarse al agua que se utilice para las plantas también, especialmente para aquellas cultivadas en sistemas hidropónicos. Fernández (2017), menciona que, la solubilidad del oxígeno cambia en función de la temperatura, disminuyendo a medida que aumenta la temperatura, por lo que a medida que aumenta la temperatura, la disponibilidad de oxígeno para las raíces de las plantas comienza a disminuir. Sin embargo, a medida que aumenta la temperatura, aumenta la velocidad de las reacciones químicas en las raíces de las plantas, por lo que aumenta la frecuencia respiratoria a medida que aumenta la temperatura. Por lo tanto, la temperatura ideal es siempre un compromiso entre esta disminución en la disponibilidad de oxígeno y el aumento en la tasa metabólica que se da por las temperaturas más altas. Debido a esta razón, para casi todas las especies de plantas cultivadas comercialmente, las temperaturas óptimas de la solución estarán en el rango de 15-30 °C (59 – 86 °F). Portalfruticola (2018), menciona que, la presencia de oxígeno en el agua es fundamental para el correcto desarrollo de las raíces de las plantas. En situaciones de falta de oxígeno (anoxia), el desarrollo radicular comienza una degradación prematura de las raíces, llegando, en casos extremos, a provocar la muerte de las plantas antes de culminar su ciclo productivo. Las enfermedades que atacan a las raíces penetran con gran facilidad por las heridas ocasionadas por la falta de oxígeno disuelto en el agua de riego.
 

Importancia del oxígeno en los sistemas hidropónicos

Según Marlow (2009), el oxígeno es vital para el desarrollo saludable de las raíces. Se dice que “de las raíces sanas proceden los brotes sanos.”, asegura que como las raíces toman oxígeno y liberan CO2, es necesario desarrollar una estrategia de riego adecuada que posibilite una coordinación perfecta entre riego y oxígeno. Fernández (2010), menciona que, en primer lugar, debemos entender por qué las plantas necesitan oxígeno. Este gas es vital para muchos organismos vivos porque realiza una función muy importante dentro de sus células. El oxígeno reacciona con los carbohidratos dentro de los orgánulos de cualquier organismo aeróbico para producir ATP (Adenosín Trifosfato o Trifosfato de Adenosina), que es el químico principal utilizado para alimentar los procesos bioquímicos. Las plantas necesitan este ATP para realizar varias funciones que requieren energía, como la absorción de nutrientes y la producción de aminoácidos. Las plantas necesitan grandes cantidades de oxígeno en sus raíces, de tal manera que uno de los factores limitantes del crecimiento en hidroponía, después de la luz, es la disponibilidad de oxígeno para las células de la raíz, la falta de oxígeno puede causar la muerte de las células de la raíz, aumentando el riesgo de enfermedades de la raíz, como el muñón. Cuanto más restringido el volumen de la zona de raíz, mayor es la tasa de reposición de oxígeno. En la hidroponía, esto puede ser alcanzado de varias maneras. Primero, algunos médiums en crecimiento contienen poros mayores que otros y permiten que el oxígeno sea desalojado más rápidamente en la zona de la raíz. Urrestarazu (2005), indica que, una baja disponibilidad de oxígeno disuelto en la disolución nutritiva produce una disminución en el crecimiento radical, apareciendo un emparde cimiento de este, tal vez sea el síntoma más precoz y fácilmente detectable de los primeros problemas de oxigenación.

La solución nutritiva se oxigena no solamente por su circulación a través de los canales de cultivo, sino principalmente, al caer abruptamente sobre el remanente de solución en el estanque colector, donde se produce turbulencia y, por lo tanto, su aireación. De esta forma se debe dejar la mayor distancia posible entre la desembocadura de la tubería colectora y el nivel de solución en el estanque para facilitar la aireación de esta.

Se debe considerar al menos 50 cm de altura (F.A.O., 1996). A medida que la temperatura aumenta, la disponibilidad de O2 disuelto disminuye significativamente, motivo por el cual se deben aplicar algunas de las técnicas mencionadas: burbujeo o bien algún tipo de agitación o alternancia de riegos y suspensión de riego, a fin de incrementar la disponibilidad de O2 para las raíces. Límite inferior 3 mg O2/L. Para solucionar este problema, las alternativas son, o bien a través de burbujeo mediante bombas, o alternar riegos y descanso (15 minutos riego, 15 minutos descanso). Si las condiciones ambientales lo exigen pueden ser riego 30 minutos, descanso 30 minutos.

Oxigenación

Según Carbone (2015), la disponibilidad de O2 juega un rol fundamental en la absorción iónica. La restricción de este elemento por estancamiento en los sustratos hidropónicos o la falta de aireación puede producir acumulación de CO₂ en el medio radicular. Los bajos niveles de O2 en la solución nutritiva disminuye la disponibilidad de Fe en los sistemas NFT, asociándose con acumulaciones de Mn en las hojas de las plantas, inhibiendo además la absorción de iones K y NO3. Esto producirá síntomas de deficiencias que se observarán visualmente. La disponibilidad de O2 en la solución nutritiva es fundamental para el normal crecimiento y funcionamiento de las raíces. En un medio aeróbico, las células pueden respirar y generar energía metabólica (ATP) y en consecuencia poder absorber todos los nutrientes necesarios para su normal crecimiento.

Según OASIS EASY PLANT (2017), citado por Urresta (2019), mencionan que, en la zona radicular, se debe tener muy buena oxigenación, ya que los pelos radiculares requieren O2 para realizar sus procesos fisiológicos. En los cultivos en solución, se menciona por algunos autores como Ellis y Swaney que el nivel adecuado en la solución nutritiva debe ser entre las 5 a 8 ppm a una temperatura de 15.5 °C de la solución.