Características del sustrato ideal para alto rendimiento

Para elegir un buen sustrato con características ideales, adaptado a las necesidades del cultivo, debemos conocer sus características químicas, biológicas y físicas, siendo las últimas de gran importancia.

Propiedades químicas del sustrato

Dentro de las propiedades químicas, buscamos una capacidad de intercambio catiónico (CIC) no mayor a 20 meq.100 g-1. Si es mayor, alteraría mediante retención y liberación el balance de los elementos en la solución nutritiva, causando deficiencias o intoxicaciones.

La salinidad debe estar entre 3-5 dS.m-1 (solución nutritiva, drenaje y sustrato). Si fuese mayor, la absorción de agua y elementos nutritivos estaría limitada, causando deficiencias — muy común la de calcio en días soleados. En bajos niveles causa russeting y cracking en frutos de tomate.

La conductividad eléctrica (CE) es una medida indirecta de la cantidad de sales minerales existentes en la solución nutritiva, sin embargo ésta no indica la cantidad ni la relación de los nutrientes.Es preferible contar con sensores portátiles para medir la concentración de cada elemento y juzgar si se encuentran dentro de los limites adecuados.

En el caso de una disponibilidad de nutrientes de cero, el pH debe estar entre 5-6.5. Por debajo de este intervalo se presentan deficiencias de nitrógeno, potasio, calcio, magnesio y boro, y por encima, deficiencias de fósforo, zinc, hierro, manganeso, boro y cobre. Por otra parte, cabe mencionar que cuando una relación C:N está entre 20 y 40, si el carbono es superior causaría una limitación del nitrógeno.

Propiedades biológicas del sustrato

La baja descomposición del sustrato y libre de patógenos (hongos y nemátodos), son propiedades biológicas deseables. Los sustratos orgánicos tienen la ventaja de liberar ácidos húmicos y fúlvicos que incrementan la capacidad de intercambio catiónico. Es una ventaja en la agricultura orgánica, considerando que en ésta se utilizan fuentes con baja concentración de nutrientes; además se establece una microflora con actividad antagónica/supresiva hacia los hongos fitopatógenos durante el proceso de descomposición.

Propiedades físicas del sustrato

Las propiedades físicas son consideradas las de mayor importancia, porque, una vez establecido el cultivo ya no se pueden corregir. Por ejemplo, si se detectan fitopatógenos en un sustrato, se desinfecta, y si la relación N:C es mayor, se añade más nitrógeno en la solución nutritiva, si se tiene una alta salinidad se incrementa el porcentaje de drenaje o se da un pulso de riego para disminuirla.

Las características físicas que necesitamos saber son las siguientes:

• Porosidad total. Del volumen total, representa el espacio no ocupado por partículas minerales u orgánicas, no debe ser menor de 80%. La porosidad total se divide en dos categorías, macroporos de un tamaño mayor a 30 um, los cuales almacena el oxígeno que las raíces requieren, y los microporos menores a 30 um son encargados de retener agua. Al momento de definir el sustrato hay que revisar que los microporos se ubiquen en la periferia de las partículas y no dentro de estas, al estar incomunicadas con el medio de cultivo no influirá en la retención de agua y nutrientes.

• Agua facilmente disponible. Debe de representar entre el 20-30% del volumen; se obtiene saturando el sustrato con agua, después se deja drenar a una tención matricial de 10 cm, y se ejerce una presión de succión de 50 cm de columna de agua. El agua retenida por el sustrato es la que esta fácilmente disponible para las raíces y es la que se libera cuando se ejerce la presión de succión.

• Agua de reserva. Es el agua que se libera cuando se ejerce una presión de succión de 50 a 100 cm de columna de agua al sustrato. Debe representar entre el 4-10 % del volumen. El agua retenida a tensiones mayores no está disponible para las raíces.

Imagen 1: Sustrato (tezontle) con baja aireación, sin raíces vigorosa

• Capacidad de aireación. Es el espacio que dejó el agua drenada del sustrato después de ser saturado; debe de representar entre el 20-30% del volumen. Es muy importante mantener una adecuada aireación; en la imagen 1, se observa cómo las raíces no están creciendo y están muriendo. Esto se debe a falta de oxígeno, y se ocasionó porque la abertura para el drenaje del agua en el contenedor se realizó 5 cm por encima del suelo, saturando el sustrato de agua.

• Distribución del tamaño de partículas. El tamaño adecuado debe de estar comprendido entre 0.25 y 2.5 mm. Al momento de preparar una mezcla de sustratos, las partículas deben ser lo más homogéneas en tamaño y forma; de no ser así, se causaría una segregación de las partículas de menor tamaño hacia el fondo del contenedor, ocasionando un incremento de la conductividad y un desbalance de la solución nutritiva.

En la imagen siguiente se muestra una mezcla de fibra de coco, arena, composta, y perlita. En tamaño y forma son totalmente heterogéneos, por lo que durante el ciclo de cultivo la arena y composta formaron en el fondo del contenedor una pasta que impedía el drenaje e incrementaba la conductividad.

Mezcla inadecuada de fibra de coco, arena, composta y perlita

• Densidad aparente. En un sustrato, la densidad aparente de 0.15 g.cm-3 es lo adecuado para plantas que crecen dentro de invernaderos. A cielo abierto se requieren de 0.50 a 0.75 g.cm-3 de densidad, ya que las plantas requieren estar más ancladas por problemas del viento.

Imagen 4: contenedores encimandos. Evita realizar esta acción.

Además, la densidad aparente es un buen indicador indirecto de la porosidad total. En la imagen 4 se muestra una práctica que no se debe de realizar — colocar los contenedores unos encima de otros — ya que con esta acción se modifican las propiedades físicas del sustrato, disminuyendo la porosidad total. Es entendible cuando se van a trasladar al área de cultivo, pero jamás durante su formulación.

• Mojabilidad. Es importante evitar usar aquellos sustratos que muestren hidrofobicidad, además de contracción al momento de secarse.

• Contracción del volumen. Conforme pasa el ciclo de cultivo y el tiempo, los sustratos se van compactando, modificándose las propiedades físicas. Se deben de seleccionar los sustratos que no modifiquen su volumen, es decir que no disminuyan más del 30% por año.

 

Estudio en el campo: Cómo determinar las propiedades físicas en una producción

Veamos una forma práctica y muy rápida para determinar las características físicas en campo. Requerimos una cubeta de 20 L (como la que se muestra en la imagen 5), agua y el sustrato (tezontle).

Llenamos la cubeta de sustrato hasta cubrir 16 L de volumen. Manteniendo la llave roja cerrada, empezamos cuantificando y vaciando agua hasta llegar al mismo nivel del sustrato. Dato 1: entraron 13 L de agua.

Después abrimos la llave roja, se deja drenar por media hora, se cuantifica el agua. Dato 2: drenaron 6.0 L de agua. Dato 3: 7.0 L de agua retenida.

El dato 1 representa el 81.25% del volumen, que es la porosidad total, está compuesta por los macroporos y microporos.

El dato 2 representa el 37.5 % del volumen, está constituido por los macroporos, indicando el porcentaje de aireación.

El dato 3 representa el 43.75 % del volumen; está constituido por los microporos, indicando el porcentaje y cantidad de agua fácilmente disponible.
En este sustrato, la porosidad total es adecuada, la distribución de los macroporos (aireación) y microporos (retención de agua) es de forma equitativa, casi un 50 % de la porosidad total. Tiene características ideales y no causaría problemas su uso.

Analicemos otros dos ejemplos de tabla 1. En el sustrato 2, el agua retenida representa el 50%, el agua drenada el 15.6% y el agua retenida el 34.3% del volumen, indicando una baja porosidad total, una alta retención de agua y muy poca aireación. En el sustrato 3, ocurre lo contrario: el agua retenida representa el 50%, el agua drenada el 34.3% y el agua retenida 15.6%, indicando una alta aireación y una muy baja retención de agua. Los sustratos 2 y 3 no cumplen con las características ideales requeridas y quedan totalmente descartados.

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