LOS SUSTRATOS COMO MEDIO DE CRECIMIENTO PARA LOS CULTIVOS SIN SUELO Ing. Agr. Osvaldo Valenzuela Prof. Adjunto Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Nacional de Entre Ríos (Argentina). Director del Laboratorio Sustratos FCA-UNER. CC 00 Paraná, Entre Ríos, Argentina. E-mail: osvaldov@fca.uner.edu.ar Tema: Los sustratos: aspectos generales. Propiedades físicas y químicas de los materiales más utilizados en la producción de plantas en contendedores de Argentina. Aspectos generales Qué son los sustratos para plantas? En términos generales las raíces de las plantas cultivadas pueden crecer en cuatro medios diferentes: en el suelo in situ (cultivos tradicionales), en el aire (cultivos aeropónicos), en el agua (cultivos hidropónicos) y en sustratos (cultivo en sustratos); generalmente a los últimos tres medios se los llama produción de cultivos sin suelo, aunque en Europa está muy difundido el término de cultivos hidropónicos como sinónimo de cultivo sin suelo. En la tabla, se presenta una clasificación en dos categorías de los medios de crecimiento para cultivos sin suelo en Europa. Cultivo en sustratos orgánicos En matriz inerte Cultivos hidropónicos En solución acuosa Turba Lana de roca Lámina estática Fibra de coco Perlita Lámina circulante Aserrín Espuma de poliuretano Sistema aeropónico Corteza de pino Grava Cáscada de arroz Arcilla expandida Compost Basado en Adams, 00. Para evitar confusiones de terminología, según nuestra concepción, solo deberíamos preguntarnos en cuales de estos medios están creciendo las raíces, para respondernos como se le debe denominar al tipo de sistema que estamos utilizando. Por ello siempre que las raíces crezcan en un medio poroso distinto al suelo in situ, podría ser más apropiado llamarlo en términos generales como cultivo sin suelo o preferentemente cultivo en Conferencia en el Seminario Internacional Preparación y manejo de sustratos en plantas ornamentales y florales. al 6 de noviembre de 00, Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Los sustratos: aspectos generales. Propiedades físicas y químicas de los materiales más utilizados en la producción de plantas en contendedores de Argentina.
sustrato, aunque el medio sea inerte o no, orgánico e inorgánico. Por otro lado, si las raíces están creciendo principalmente en un medio acuoso, lo más adecuado sería denominarlo cultivo en hidroponia. Un sustrato consiste en un sistema conformado por tres fases: sólida, líquida y gaseosa; limitado por un contenedor o maceta en donde crecerán las raíces, por ello, cobra relevancia el volúmen del contenedor. En ese volumen restringido, las propiedades físicas y dentro de ellas las relaciones aguas-aire del sustrato se consideran más importantes que las químicas o biológicas, aunque sabemos que esto no es del todo cierto ya que ambas propieades tienen una influencia directa o indirecta sobre el crecimiento de la planta. En el suelo el espacio poroso total generalmente no supera el 0% v/v y además presenta mayor cantidad de microporos, por lo tanto luego del riego el contenido hídrico permanece alto con muy baja cantidad de poros con aire (< % v/v), dificultando la difusión de oxígeno y por ello constituye una de la principales causas para ser un material poco adecuado para el uso en contenedores. Por el contrario, los sustratos tienen la principal ventaja de suministrar simultaneamente suficiente niveles de oxígeno y agua a las raíces. Algunas definiciones pueden ayudarnos a entender mejor el concepto: Podrá denominarse sustrato a cualquier medio que se utilice para cultivar plantas en contenedores. Como sustrato entiéndase al producto usado en sustitución del suelo para la producción vegetal. Sustrato de cultivo es el material distinto del suelo in situ en los que se cultivan plantas. Los sustratos hortícolas son la tierra para plantas, las mezclas a base de turba y otros materiales que sirven de ambiente para las raíces de las plantas. El término sustrato se aplica a todo material sólido, natural o artificial que, colocado en un contenedor, puro o en mezcla, permita el anclaje del sistema radical y actúe como soporte de la planta. Propiedades físicas y químicas Si pudieramos simplificar diríamos que las características físicas tienen que ver con las relaciones agua-aire en los sutratos y por lo tanto con el consumo de agua de los cultivos y con el riego de los mismos. Por el otro lado, las características químicas están relacionadas al contenido de nutrimentos y del abastecimiento de los mismos en relación a la nutrición de la planta. Dado que los sustratos son medios diferentes a los suelos, los métodos que se han utilizado para esas propiedades físicas y químicas difieren un poco de las utilizadas en suelos y por ello, aparecen algunas confusiones a la hora de interpretar los análisis de laboratorio (Tabla ). Cualquier recipiente que tenga una altura limitada y que su base esté a presión atmosférica y se hallara a diferencia del suelo natural, aislado por la base y con drenaje libre. Entonces, un contenedor tiene dimensiones muy variables, desde un alvéolo de una bandeja multicelda, cualquier tipo de maceta, hasta un campo de fútbol.
Tabla : Las diferencias suelo/sustrato que muestra la tabla, indica que los métodos y las interpretaciones de los análisis entre uno deberían ser distintos. Características Suelo Sustrato Físicas Porosidad total (% v/v) 0 > 8 Densidad (g cm - ),0, < 0, Agua disponible (kpa) 0 00 0 Capacidad de campo/contenedor (kpa) 0 Nivel crítico de poros con aire (% v/v) 0 0 Químicas Disponibilidad de nutrientes Cantidad Intensidad Intensidad Conductividad eléctrica Salinidad Nutrientes Materia orgánica (%) < 0 0 90 Nitrógeno total (%) 0 0,00 0,0 ph (valores adecuados) 6, 7,, 6, Los investigadores han consensuado en cuales serían las principales variables a medir para el diagnóstico de calidad de los sustratos, pero aún no hay consensos sobre los métodos a utiliza. Un ejemplo de ello es el ph y la salinidad, todos están de acuerdo en que son dos parámetros muy importante, pero se conocen más de 0 formas distintas de medirlos y al menos cinco están muy difundidas. -Entre las principales características físicas se puede mencionar: Contenido de humedad Espacio poroso total o porosidad total Densidad del sustrato o aparente Densidad real o de partícula Capacidad de retención de agua o capacidad de contenedor Capacidad de aireación Agua fácilmente disponible Agua de reserva Agua difícilmente disponible Granulometría (tamaño de partículas) Conductividad hidráulica saturada y no saturada Tasa de difusión de oxígeno Contracción en volúmen Impedancia mecánica o resistencia a la penetración -Entre las principales características fisico-químicas y químicas se puede mencionar:
Reacción del sustrato o ph Salinidad Contenido de nutrientes solubles Capacidad de intercambio catiónico Contenido de materia orgánica Propiedades físicas y químicas de los materiales más utilizados en la producción de plantas en contendedores de Argentina. A continuación se muestran los valores obtenidos del análisis de 7 materiales que se utilizan en la producción de plantas en contenedor en nuestro país. Se incluye a dos turbas subtropicales (n=0) del Delta y Concordia de la provincia de Entre Rios; corteza de pino de diferente grado de compostaje (n=0); lombricompuesto de distintos orígenes (n=); cáscara de arroz carbonizada (n=) y otros materiales (n=9), tales como: arena, suelo mineral, mantillo, compost, perlita, etc. Las principales características físicas y quimicas analizadas fueron: Porososidad total (Pt) a partir de la densidad seca del sustrato (Ds) y de la densidad de partícula (Dp); capacidad de retención de agua (CRA) y capacidad de aireación (CA) a 0 hpa de acuerdo al la metodología de De Boodt et al. (97). El ph en agua (ph) y la salininidad (CE), fueron analizados por el procedimiento de extracto de saturación (Warncke 986) y el contenido de materia orgáncia (MO) por calcinación (0 ºC, h). Tierra, suelo almácigo Arena de construcción Perlita agrícola Vermiculita Lombricompuesto Turba Delta Entre Ríos Turba Tierra del Fuego Comercial nacional Comercial importado 0% 0% 0% 60% 80% 00% v/v CRA CA MS Fig. : Principales propiedades físicas de algunos materiales utilizados en las formulaciones de sustratos, expresados en porcentaje y volumen. CRA: capacidad de retención de agua; CA: capacidad de aireación; MS: material sólido.
Turba Subtropical (Delta) Turba Subtropical (Concordia) 0 0 0 60 80 00 CRA, CA y MS (% v/v) 0 0 0 60 80 00 B A Fig. : Relación Sólido-Poros en muestras de turba subtropical (A. Delta de Entre Rios; B. Concordia) y contenido de agua a 0 hpa, expresados en porcentaje y volumen. CRA: capacidad de retención de agua; CA: capacidad de aireación; MS: material sólido. CE (ds m - ) 0 8 6 0 0 0 0 Número de muestra 0 0 0 0 0 0 60 70 80 90 00 A B Fig.. Lombricompuesto en Argentina: A. Conductividad eléctrica (CE, ds m-); B. Relación Sólido-Poros y contenido de agua a 0 hpa, expresados en porcentaje y volumen. CRA: capacidad de retención de agua; CA: capacidad de aireación; MS: material sólido. muestras. 9 7 9 7 CRA, PA y MS (% v)
Tabla. Promedio de los valores de ph y salinidad (ds m - o C, SME) de materiales usados como componente de sustratos en Argentina. Materials ph (HO) CE (ds m - ) Turba subtropical. Delta Entre Ríos, -, 0,, Turba subtropical Concordia Entre Ríos,, 0,0,0 Corteza de pino,,6 0,09, Lombricompuesto, 9,0 0,7 -,6 Cáscara de arroz carbonizada 6, 8, 0,6,7 Cáscara de arroz (in natura) 6,70 0,90 Suelo mineral,0,00 Arena de construcción 7,60 0,60 Mantillo de monte, 6, 0,, Los materiales que se utilizan comúnmente como sustratos ya sean puros o en mezclas presentaron una gran disparidad en cuando a sus propiedades físicas y químicas. Este hecho puede ser una fortaleza para el productor, ya que tiene un menú de productos para combinar. La principal desventaja es que no se comercializan como sustrato para plantas y por lo tanto al momento de utilizarse se deben realizar los análisis correspondientes a fin de conocer las propiedades físicas y químicas básicas y con ello disminuir el riego de fracaso y favorecer una producción de calidad. Los valores presentados en este trabajo deben ser considerados como orientativos, ya que en el mercado local hay confusión de nomenclatura y un mismo material presenta características diferentes de una partida a otra. Bibliografía Adams, P. 00. Nutritional control in hydroponic. In: Hydroponic Production of Vegetables and Ornamentals, pp -6. D. Savvas and H. Passam (Eds). Embryo Publications, Athens, Greece. Ansorena Miner, J. 99. Sustratos. Mundi Prensa, Madrid. 7p. Burés, S. 997. Sustratos. Ed. Agrotécnicas S.L. Madrid, p. De Boodt, M., Verdonck, O. and Cappaert, L. 97. Method for measuring the water release curve of organic substrates. Acta Horticulturae 7: 0-06. Gallardo, C. S. y Valenzuela, O. R. 00. Alcances de la investigación Argentina sobre cualidades y usos agronómicos del lombricompuesto. Revista Científica Agropecuaria 9():-6. Handreck, K. and Black, N. 999. Growing media for ornamental plants and turf. University of New South Wales Press, Sydney. 8 p. 6
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