Evaluación agronómica de nuevos sustratos a base de fibra de madera en cultivo hidropónico de tomate

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1 Evaluación agronómica de nuevos sustratos a base de fibra de madera en cultivo hidropónico de tomate I. Domeño, N. Irigoyen y J. Muro. Departamento de Producción Agraria, Universidad Pública de Navarra. Campus de Arrosadia, Pamplona. Palabras clave: fibra de coco, perlita, producción, calidad, propiedades. Resumen El sustrato a base de fibra de madera FIBRALUR, fue evaluado con anterioridad como sustrato de cultivo mostrando buenos resultados, pudiendo sustituir a otros sustratos utilizados en el cultivo hidropónico como la lana de roca o la perlita. En este trabajo se han evaluado agronómicamente cuatro nuevas variantes del sustrato a base de fibra de madera, que mejoran al sustrato original, comparándolas con fibra de coco y perlita. Se realizó un ensayo durante dos ciclos de cultivo de tomate cv. Jack en un invernadero situado en Barasoain (Navarra). Se utilizaron siete sustratos en un ensayo con un diseño de bloques al azar y se establecieron controles de drenaje. Se realizaron controles de producción y calidad. Asimismo, se determinaron las propiedades físicas iniciales de los sustratos, y tras cada ciclo de cultivo. Se observó que en el primer ciclo los sustratos a base de fibra de madera fueron, en general, significativamente menos productivos que la fibra de coco y más que la perlita y que no mostraron diferencias significativas con los sustratos testigo en el segundo ciclo. Respecto a las propiedades de los sustratos se observó un aumento en la capacidad de retención de agua de los sustratos a base de fibra de madera a lo largo de los dos ciclos de cultivo y un aumento de la capacidad de aireación en el caso de la fibra de coco. INTRODUCCIÓN El sustrato orgánico a base de fibra de madera FIBRALUR ha sido evaluado como sustrato de cultivo hidropónico obteniendo unos buenos resultados y, mostrándose como una alternativa a sustratos minerales con problemática de residuos asociada a su uso, como son la lana de roca o la perlita. Este sustrato a base de fibra de madera se ha mostrado válido para el cultivo de tomate y melón (Muro, et al., 2003, 2005). En la actualidad se están desarrollando nuevas variantes de este sustrato con objeto de mejorar el sustrato original mediante un proceso de granulación y adición de adhesivos. Es necesario evaluar las propiedades y el comportamiento agronómico de estos nuevos sustratos, para determinar si son iguales, o más validos, que el sustrato original. El objetivo de este trabajo es determinar las propiedades físicas de los nuevos sustratos de fibra de madera y su evolución con el tiempo y, evaluar su comportamiento agronómico en términos de producción y calidad. MATERIAL Y MÉTODOS El ensayo se realizó en un invernadero situado en Barasoain (Navarra) en el que se cultiva tomate, Lycopersicon esculentum cv. Jack, en sacos de perlita como cultivo habitual. 653

2 Se utilizaron siete sustratos, cinco de ellos a base de fibra de madera, uno de fibra de coco y otro de perlita. Los sustratos a base de fibra de madera son FIBRALUR, que es el sustrato original y cuatro nuevas variantes del anterior; gránulos 1, gránulos 2, sustratos granulados sin y con adhesivo respectivamente; y dos sustratos mas, gránulos 3 y gránulos 4, sustratos elaborados a base de FAD, que es un sustrato similar a FIBRALUR pero desfibrado en seco, granulados sin y con adhesivo. Los sustratos se colocaron en sacos de aproximadamente 40 litros. Se cultivó tomate de variedad Jack, durante dos ciclos de cultivo, el primero de Junio a Noviembre de 2007 (ciclo de otoño) y el segundo de Marzo a Julio de 2008 (ciclo de primavera). La densidad de plantación fue de 2,14 plantas/m 2 y el manejo en el ensayo fue el mismo que para el resto del invernadero. Se realizó un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones por sustrato, en el que cada unidad experimental constaba de dos sacos de cultivo con 10 plantas. Se realizaron controles de producción y calidad del tomate. Asimismo, se determinaron las propiedades fisicoquímicas iniciales de los sustratos y una vez finalizados los ciclos de cultivo. Para el análisis estadístico se utilizó el paquete estadístico SPSS versión 15 para Windows. Se realizaron análisis de la varianza y se aplicó el test de rango múltiple SNK. RESULTADOS Propiedades iniciales Todos los sustratos ensayados muestran valores de densidad aparente (DA) que se ajustan al valor de referencia dado por Abad et al. (2004). Lo mismo ocurre con la densidad real (DR). Los sustratos a base de fibra de madera, granulados y sin granular, han mostrado el mismo valor de densidad real, como se observa en la Tabla 1, ya que esta propiedad es intrínseca del material y no depende de la compactación ni del tamaño de partícula. En cuanto al espacio poroso total (EPT), todos lo sustratos muestran valores superiores al 94%. Se trata de materiales muy aireantes, lo que habrá de ser tenido en cuenta a la hora de manejar el fertirriego. En cuanto a la capacidad de aireación (CA) se observa que los sustratos a base de fibra de madera muestran una mayor CA que la fibra de coco y similar a la perlita, pero se observan diferencias dentro de estos. Teniendo en cuenta que todos los sustratos a base de fibra de madera mostraron valores de porosidad similares se puede deducir que la diferencia en la CA se debe a la adición de adhesivos. FIBRALUR y gránulos 1 han mostrado valores similares para los valores de agua fácilmente disponible (AFD), agua de reserva (AR) y agua difícilmente disponible (ADD) por lo que se puede deducir que el proceso de granulación no tiene efectos sobre las características hidrofísicas del sustrato. Evolución de las Propiedades de los sustratos En cuanto a la evolución de las propiedades a lo largo de los ciclos (Tabla 1), es de destacar la disminución de la CA en los sustratos a base de fibra de madera y perlita y el importante aumento en el caso de la fibra de coco. De la misma forma, se observa un aumento en la capacidad de retención de agua (ATD) en los sustratos a base de fibra de madera y perlita y una disminución en la fibra de coco. Estas variaciones pueden observarse en la evolución de las curvas de liberación de agua que se muestran en la Figura

3 Producción En la Figura 2 se observa la producción comercial en kgm -2. Las producciones obtenidas son similares a las obtenidas para esta misma variedad de tomate en ensayos realizados en el ITGA (Sanz de Galdeano, et al., 2003) en cultivo en perlita y a las obtenidas en otros ensayos con fibra de madera para esta variedad (Muro, et al., 2005). Se observa que en el ciclo de otoño la producción comercial es significativamente superior en la fibra de coco. Los sustratos a base de fibra de madera muestran producciones similares y significativamente mayores a la perlita. En el caso del ciclo de primavera, no se observan diferencias significativas para ninguno de los sustratos en la producción comercial. Esto podría deberse en parte a la evolución de las propiedades de los sustratos, ya que tras el primer ciclo, los valores de CA y AFD de los diferentes sustratos tienden a igualarse. En ninguno de los dos ciclos se observa diferencias significativas para la producción no comercial. Al comparar los dos ciclos se observa que la producción es claramente superior en el ciclo de primavera, esta diferencia es normal ya que este ciclo es normalmente más productivo que el de otoño debido a las condiciones climáticas de la estación. Al comparar las producciones de los sustratos de fibra de madera en ambos ciclos se observa que, sobre todo en el segundo ciclo, los nuevos sustratos granulados obtuvieron valores de producción superiores al sustrato original, FIBRALUR, a pesar de tener todos ellos propiedades similares. Asimismo, parece que la adición de adhesivo hace disminuir, aunque no significativamente, la producción respecto a los sustratos sin adhesivo, excepto en el caso de gránulos 4 en el segundo ciclo, que muestra unos valores de producción ligeramente superior a su homologo sin adhesivo, aunque no se trata de un aumento significativo. Esto puede deberse a sus propiedades, ya que muestran una mayor CA y menor capacidad de retención de AFD. Al clasificar la producción por calibres comerciales (Figura 3) se observa que en el primer ciclo aparecen diferencias significativas para todos los calibres excepto para mm. La fibra de coco muestra los valores más altos en las dos primeras categorías, aunque solo se observan diferencias significativas para la segunda con el resto de sustratos. En el segundo ciclo no se observan diferencias significativas para ninguna de las categorías de calibres. Calidad En cuanto a los parámetros de calidad (Figura 4) no se observan diferencias significativas para acidez y ph en ninguno de los dos ciclos y sí para el contenido en sólidos totales (ºBrix) en el ciclo de primavera. Se observa que la acidez y los ºBrix tiene valores superiores en los frutos del ciclo de otoño, observándose diferencias significativas para todos los sustratos excepto para gránulos 4 y fibra de coco en cuanto a acidez y gránulos 4, FIBRALUR y fibra de coco en cuanto a ºBrix. Los valores obtenidos se encuentran dentro del intervalo dado por Aguayo y Artes (2004) para que los frutos tengan un aroma y sabor óptimos. Referencias Abad, M., Noguera, P., Carrión, C., Los Sustratos en los Cultivos sin Suelo. En: Urrestarazu, M. (Ed.) Tratado de Cultivo sin Suelo. Ediciones Mundi-Prensa Madrid, pp

4 Aguayo, E., Artés, F., Elaboración del tomate mínimamente procesado en fresco. En: Compendios de Horticultura. Ediciones de Horticultura S.L., Reus (España). Muro, J., Ecay, E., Irigoyen, I., Salas, M. C., Urrestarazu, M., Evaluación de un nuevo sustrato de cultivo procedente de residuos madereros en cultivo hidropónico en tomate en la Cornisa Cantábrica. En: X Congreso Nacional de Ciencias Hortícolas. Sociedad Española de Ciencias Hortícolas, Pontevedra, (España). Muro, J., Irigoyen, I., Samitier, P., Mazuela, P., Salas, M. C., Soler, J.,Urrestarazu, M., Wood fiber as growing medium in hiydroponic crop. Acta Horticulturae 697, Sanz De Galdeano, J., Uribarri, A., Sádaba, S., Aguado, G., Del Castillo, J., Hidroponía en Navarra. Navarra Agraria,

5 Fig. 1. Evolución de las curvas de liberación de agua de los sustratos: a) gránulos 1, b)gránulos 2, c) gránulos 3, d) gránulos 4, e) FIBRALUR, f) Fibra de coco y g)perlita, tras dos ciclos de cultivo de tomate. a b Fig. 2. Producción comercial y no comercial (kgm -2 ) de los sustratos evaluados en los ciclos de otoño (a) y de primavera (b) a b Fig. 3. Producción (kgm -2 ) clasificada por calibres comerciales de los sustratos evaluados en los ciclos de otoño (a) y de primavera (b) a b Fig. 4. Parámetros de calidad, acidez, ph y ºBrix determinados en frutos durante los ciclos de otoño (a) y de primavera (b) 657

6 Tabla 1. Evolución de las propiedades físicas de los sustratos evaluados a lo largo de dos ciclos de cultivo. gránulos 1 gránulos 2 gránulos 3 gránulos 4 FIBRALUR Fibra de coco Perlita DA (gcm -3 ) DR (gcm -3 ) EP (% vol) CA (% vol) AFD (% vol) AR (% vol) ADD (%vol) Inicio 0,09b A 0,09bc A 0,08cd AB 0,08de A 0,07e A 0,08cd A 0,12a B Tras un ciclo 0,08b A 0,09b A 0,07b B 0,07b A 0,08b A 0,06c B 0,14a A Tras dos ciclos 0,09b A 0,08bc A 0,08bc A 0,08c A 0,08bc A 0,06d B 0,14a A Inicio 1,56c A 1,56c A 1,56c B 1,56c C 1,56c C 1,65b A 2,63a A Tras un ciclo 1,59c A 1,58c A 1,60c AB 1,59c B 1,60c B 1,66b A 2,60a B Tras dos ciclos 1,63b A 1,63b B 1,60c A 1,63b A 1,61b A 1,65b A 2,59a C Inicio 94,30a A 94,50a A 94,90a A 95,10a A 95,10a A 95,20a A 95,30a A Tras un ciclo 94,90b A 94,55b A 95,40b A 95,30b A 95,30b A 96,60a A 94,70b A Tras dos ciclos 94,45c A 95,05ab A 94,95ab A 95,25b A 95,25b A 96,55a A 94,65ab A Inicio 54,70ab A 58,20ab A 49,20b A 63,50a A 58,00ab A 23,80c B 52,40b A Tras un ciclo 42,10a B 43,75a B 44,90a A 45,15a B 40,05a B 36,90ab A 33,35b C Tras dos ciclos 38,45a B 36,30a C 37,65a A 39,45a B 41,60a B 43,65a A 40,70a B Inicio 13,30bc A 9,20c A 21,30b A 11,50c A 13,80bc A 30,10a A 13,20bc B Tras un ciclo 15,80bc A 14,05c A 18,15b A 18,95b A 22,80a A 24,05a AB 17,95b A Tras dos ciclos 16,50ab A 18,00ab A 20,95a A 19,10ab A 17,55ab A 17,00ab B 10,30b C Inicio 0,5d A 1,80c A 1,50c B 0,5d B 0,5d A 5,90a A 4,30b A Tras un ciclo 2,65a A 3,00a A 4,20a A 2,80 A 2,55a A 1,95a A 3,70a A Tras dos ciclos 1,10b A 4,95a A 0,5b C 2,50ab A 3,25ab A 0,95b A 2,15ab A Inicio 20,60b B 19,80b B 17,80b B 14,40b C 18,30b A 30,60a A 20,80b B Tras un ciclo 27,65bc AB 28,25bc A 23,50c B 23,75c B 25,10c A 30,10b A 34,40a A Tras dos ciclos 33,15a A 30,95a A 30,70a A 29,50a A 27,75a A 31,30a A 36,05a A Inicio 13,30c A 11,00c B 22,85b A 12,00c B 14,30bc B 36,00a A 17,50bc B ATD (% vol) Tras un ciclo 18,45ab A 17,05b AB 22,35ab A 21,75ab A 25,35ab A 26,00a B 21,65ab A Tras dos ciclos 17,60ab A 22,95a A 21,45a A 21,60a A 20,80a A 17,95ab B 12,45b C DA: densidad aparente seca; DR: densidad real; EPT: espacio poroso total; CA: capacidad de aireación; AFD: agua fácilmente disponible; AR: agua de reserva; ADD: agua difícilmente disponible; ATD: agua total disponible Valores seguidos de diferente letra minúscula en filas y de diferente letra mayúscula en columnas indican diferencias significativas p 0,05 658