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Producción de hierbas aromáticas y hortalizas de invernadero. Parte 4 (de 4). Sustratos de cultivo

Jueves, 7 de septiembre de 2023 | Troy Buechel

Los sustratos están elaborados con materiales especialmente concebidos para aportar las propiedades físicas y químicas ideales para el óptimo desarrollo radicular. En la agricultura de invernadero, es importante que el sustrato cuente con características adecuadas para resistir la irrigación frecuente, el crecimiento de la raíz, los cambios drásticos de temperatura, el pH y la de la conductividad eléctrica (CE) durante la vida del cultivo. Además, debe servir como depósito de agua y nutrientes, a su vez permitir el intercambio de aire entre el sistema radicular y el ambiente aéreo. Es importante que la capacidad de intercambio catiónico (CIC) del sustrato sea baja para que el control sobre el manejo del fertilizante y el pH del sustrato sea mas fácil.

Propiedades físicas de los sustratos

Estos sustratos son concebidos para aportar a los cultivos las propiedades físicas ideales, para lo cual es preciso tomar en consideración el tamaño de las partículas de cada sustrato, así como su capacidad de retención de agua, su porosidad total y porosidad a capacidad de campo, su contenido sólido, la  altura  y forma del contenedor. La conductividad hidráulica es importante para evitar el estrés hídrico y asegurarse de que haya agua al alcance de las raíces todo el tiempo, particularmente cuando los requerimientos de este líquido son altos. En otras palabras, el sustrato puede presentar un contenido óptimo de agua, sin embargo podría no ser el apropiado si las raíces la consumen más rápido de lo que es transferida de una parte del contenedor a ellas.

Irrigación

La frecuencia de irrigación es un factor importante que debe ser tomado en consideración al elegir el sustrato ideal. Como se menciona en artículos precedentes, la frecuencia de irrigación dependerá de las características de retención de agua de los sustratos, de la altura del contenedor (capilaridad), de la etapa del cultivo, del ambiente aéreo y de la capacidad del sistema de irrigación para proporcionar agua cuando se requiere. Un sustrato cuya retención de agua es alta con succión media (-50 cm H₂O), necesitará ser irrigado con menor frecuencia que otro con retención de agua baja y succión también media. Una ventaja de los sustratos de baja retención de agua es que pueden ser lixiviados fácilmente cuando existe acumulación de fertilizante y/o sales provenientes de dicho líquido.

Técnica de irrigación del productor

Existen dos enfoques entre los productores, los que les gusta mantener cultivos húmedos y los que mantienen cultivos secos. Los primeros conocen los requerimientos de agua de las plantas, la frecuencia de irrigación y el tiempo que transcurre para producir cultivos de calidad; irrigan las plantas precisamente cuando se requiere y adaptan los horarios de irrigación a las condiciones medioambientales y a cada etapa de su desarrollo.

Por otra parte, quienes mantienen cultivos en seco pueden enfrentarse a dificultades al programar la irrigación y con frecuencia tienen problemas por irrigar en exceso, de lo cual deriva un secado pobre del sustrato, así como enfermedades radiculares. Para un productor que mantiene cultivos en el lado seco, mejor el empleo de sustratos de baja retención de agua con succión media para evitar una carencia de oxígeno.

Propiedades químicas de los sustratos de cultivo

En los sustratos inertes (lana de roca, perlita y arena) el pH del agua es muy importante: para maximizar la absorción de nutrientes, su nivel debe mantenerse dentro del margen de 6,0 a 6,5. Estos sustratos cuentan con baja CIC, de modo que retienen pocos cationes (NH₄, K, Ca, Mg, Fe, Mn y Zn). Todos los nutrientes deben ser aportados por el fertilizante; recuerde que se lixivian fácilmente debido a la baja CIC referida. Por otra parte, al emplear sustratos con CIC moderada (turba, fibra de coco y corteza), la alcalinidad del agua, el pH del sustrato, la conductividad eléctrica (CE) y el manejo del fertilizante deben ser monitorizados atentamente. La razón principal es que el sustrato retendrá cationes (particularmente K y Ca) y bicarbonatos (que son como la piedra caliza), y la forma de nitrógeno influirá en el pH del sustrato (el nitrato es básico y el amonio es ácido).

Turba

Turba es un término genérico que designa a restos acumulados de plantas, los cuales se descomponen lentamente en ambientes saturados de agua debido a la ausencia de oxígeno y nutrientes (turberas). Entre las latitudes 50-60˚N pueden encontrarse acumulaciones considerables de turba. Existen varios tipos de turba, como la de Sphagnum,  sedge,  Hypnum; etc. En Premier Tech Horticulture usamos turba de Sphagnum para todos nuestros productos. Este está prácticamente libre de mala hierba y de agentes patógenos, además de que puede ser comprimida.

La turba de Sphagnum tiene la capacidad de retener y liberar agua a baja succión, mientras proporciona una aireación adecuada para las raíces. En la agricultura de invernadero, es empleada como componente de los sustratos para mejorar la capacidad de retención de agua, la porosidad de aire y la CIC. Su porosidad total es de 90-95%; su porosidad a capacidad de campo, de 18-25% y su densidad aparente, de 0,07 - 0,11 g/cm³. Con succión media, su contenido volumétrico de agua es del 40%. Su pH es bajo: 3,8 - 4,2; su CIC, moderada: 150-250 meq/100g; y no contiene sales.

La turba de Sphagnum puede ser usada para una amplia gama de aplicaciones dependiendo de la longitud de la fibra: la fibra corta se usa para germinación y la larga para plantas que responden mejor a la alta porosidad.

En un pequeño invernadero, los tomates en maceta producidos en un sustrato de turba de Sphagnum.

Fibra de coco

La fibra proviene de la cáscara del coco. Sus principales productores se encuentran en Sri Lanka, India, Filipinas, Indonesia, México, Costa Rica y Guyana. Sus propiedades químicas y físicas dependen del país de origen. La fibra de coco es naturalmente alta en sales, particularmente potasio y cloruro; por lo tanto, es necesario lixiviarlas antes del empaque y nuevamente antes del trasplante. Su pH es ligeramente ácido (requiere un poco de cal) y cuenta con una CIC -que varía de moderada a alta- de aproximadamente 50 meq/100g. La porosidad total de la fibra de coco es del 80% aproximadamente, su capacidad de retención de agua, del 40% aproximadamente; su porosidad a capacidad de campo, del 13% (todo en términos de volumen) y su densidad aparente, de 0,08 g/ cm³. 

La fibra de cascara de coco es comprimida en bloques y está disponible con tres tamaños de partículas: polvo, fibra y trozo. Al agregar agua, su volumen comprimido se expande hasta cinco veces. Un bloque típico de fibra de cascara de coco medirá 100 cm (39,4 pulgadas) de largo, de 15 a 20 cm (de 5,9 - 7,8 pulgadas) de ancho y 8, 10, 12 o 15 cm (de 3,5 a 5,9 pulgadas) de altura, dependiendo del tipo de cultivo y del tamaño de las partículas de la fibra.

Asimismo, este producto es presentado en sacos de cultivo abiertos por la parte superior, que miden 20 cm de largo (7,9 pulgadas) por 18 cm (7,1 pulgadas) de ancho y 70 cm (27,5 pulgadas) de alto; son los sacos recomendado para los pepinos. La fibra de cascara coco conserva su estructura a pesar del tiempo y pueden utilizarse durante varios ciclos de cultivo, aunque deben ser esterilizados antes de hacer en ellos un nuevo trasplante. No obstante, después de 2 ó 3 años, la fibra de cascara de coco se descompone, lo cual incrementa su contenido de agua, mientras que la porosidad de aire a capacidad de campo disminuye.

En un invernadero grande, la producción de tomates en sacos de cultivo que contienen fibra de cascara de coco.

Corteza compostada

La corteza compostada se emplea principalmente en la producción orgánica. La corteza puede ser compostada o añejada; pero lo mejor es lo primero, pues no sustrae nitrógeno del cultivo, tampoco sufre una mayor descomposición en el contenedor (este proceso genera calor, mismo que puede quemar las raíces de las plantas y restarles oxígeno) ni contiene hierba malas ni agentes patógenos.

Entre sus desventajas se encuentran las siguientes: su fuente es de material vegetal (madera dura frente a madera blanda), el contenido inicial de sal, el tamaño de las partículas, el tiempo requerido para compostar y su disponibilidad durante el año. Su pH es casi neutro, su CE y nivel de fosfato pueden ser altos y su CIC es de hasta 200 meq/100g (dependiendo de la fuente). La corteza de pino, que es la más común, tiene una porosidad total del 80%, porosidad a capacidad de campo del 22% (ambas por volumen), densidad aparente de 0,2 g/cm³ y CIC de 50 mec/100g.

Arena

Durante mucho tiempo, la arena ha sido usada como sustrato para el cultivo de plantas. Su porosidad y capacidad de retención de agua dependen del tamaño de sus partículas. Puede ser colocada en camas con revestimiento de plástico a lo largo del invernadero. Según la fuente de que se trate, su nivel de pH puede fluctuar entre 3 y 6 y su CIC será cercana a 0. Su densidad aparente es alta, de 1,6 g/cm³; su porosidad total, del 35% y su porosidad a capacidad de campo, del 7%. El contenido de agua en la arena gruesa, con partículas menores de 2 mm, es del 15%; si este tipo de arena se usa para subirrigación, la solución no sobrepasará los 1,5 cm (0,6 pulgadas) sobre la superficie del agua. Cuando se usa este tipo de arena como sustrato, la profundidad máxima recomendada en un contenedor es de 20 a 40 cm (7,9 a 15,7 pulgadas).

Perlita

Esta piedra es un vidrio volcánico que contiene pequeñas cantidades de agua; su tamaño natural aumenta hasta 20 veces cuando es calentada a 1000˚C. Resultado de lo anterior es un sinnúmero de poros internos que reducen su densidad aparente a 0,1 g/cm³. Debido a las altas temperaturas de su procesamiento, está libre de malas hierbas y agentes patógenos, no es tóxica y su peso es ligero. Es considerada inerte debido a su baja CIC (3 meq/100g), el es pH neutro y su CE cercana a 0: sus propiedades físicas dependen del tamaño de sus partículas: las pequeñas retienen más agua y menos aire que las grandes. En general, la perlita tiene una porosidad total aproximada del 75% y una porosidad a capacidad de campo 30% (ambas por volumen).

Debido a su estructura, puede ser utilizada sola o como ingrediente de un sustrato. En la producción de hortalizas de invernadero, se usa en bolsas de 28 litros (largo: 100 cm [39 pulgadas], ancho: 20 cm [7,9 pulgadas], alto: 15 cm [5,9 pulgadas]), que son apropiados para tres plantas de tomate o dos de pepino. Además, el sustrato de perlita se usa a menudo en cubetas Bato de 3 galones, adecuados para dos plantas de tomate. La Perlita puede reutilizarse por 5 años sin perder ni sus características físicas ni las químicas. Antes de trasplantar un nuevo cultivo en la perlita, es necesario desinfectar mediante químicos o vapor.

La perlita suele ser usada como sustrato para la producción de cultivos en cubetas Bato.

Lana de roca

La lana de roca es una combinación de roca basáltica, carbón de coque y piedra caliza. Se calienta a 1.600ºC y el producto se hace girar a altas velocidades, así se obtienen fibras de 0,005mm. La lana de roca es presentada en forma de plancha o de bloque; es inerte y estéril (libre de agentes patógenos y de malas hierbas). Las planchas se usan para el desarrollo de cultivos y los bloques para la germinación. Las primeras se ofrecen en distintos tamaños y formas; sus fibras son dispuestas de manera paralela, vertical, o combinada en una misma losa. Las planchas utilizadas para tomates miden 100 cm (39,3 pulgadas) de largo, 12 cm (4,7 pulgadas) de ancho y 7,5 cm (3,0 pulgadas) de alto; en tanto que las empleadas para pepinos miden 100 cm (39,3 pulgadas) de largo, 20 cm (7,9 pulgadas) de ancho y 7,5 cm (3,0 pulgadas) de alto.

La lana de roca tiene una porosidad total del 96%, porosidad a capacidad de campo del 11%, capacidad de retención de agua del 91% (todo por volumen) y densidad aparente de 0,85 g/cm³. A diferencia de los materiales orgánicos como la turba, la corteza y la fibra de coco, la lana de roca libera fácilmente la mayor parte de su contenido de agua para que sea aprovechado por las plantas. Su pH es alcalino (de alrededor de 8) y su CE es mínima. El manejo de la irrigación es esencial: si el sistema de irrigación se avería, las plantas quedan en estado de vulnerabilidad porque en cuestión de minutos habrán absorbido toda el agua del sustrato. En cuanto a las ventajas de la lana de roca, las sales pueden ser lixiviadas fácilmente sin necesidad de usar grandes volúmenes de agua. Además, puede ser reutilizada por hasta 3 años si se desinfecta adecuadamente. No obstante lo anterior, la legislación de algunos países europeos y de Japón prohíbe que se deseche en basureros, por lo que su uso ha disminuido.

La lana de roca está disponible en cubos (primer plano) como iniciador para plantas y semillas, o en losas como finalizador para cultivos de hortalizas o de hierbas aromáticas. 

Mezclas para el productor

Con el paso de los años, las empresas dedicadas al mercado de los sustratos de cultivo, así como las universidades, han desarrollado -y continúan haciéndolo- sustratos de cultivo con mezclas de los materiales ya mencionados, o bien con carbón de cáscara de arroz, piedra pómez, vermiculita, arcilla expandida, poliuretano o poliestireno. Todos ellos pueden ser usados como ingredientes del sustrato, pues han sido concebidos para responder a las necesidades de aireación e irrigación de las plantas.

Recientemente, Premier Tech Horticulture lanzó al mercado PRO-MIX® HPCC MYCORRHIZAE™: un sustrato formulado con turba, trozos de coco, perlita, caliza; fertilizante iniciador y  MYCORRHIZAE™. Este producto ha sido concebido para aprovechar la retención de agua y la CIC de la turba, en combinación con la estructura de alta estabilidad y la porosidad de la corteza de coco en trozos. Su funcionamiento no sólo es adecuado para cultivos de ciclo largo, sino también para ciclos cortos, como los de pepinos y plantas. MYCORRHIZAE™ es un hongo natural del suelo que beneficia a plantas y hortalizas: crece dentro, sobre y más allá del sistema radicular aumentando su superficie; por consecuencia, aporta a las plantas una mejor absorción de agua y nutrientes.

Todos los componentes de los sustratos antes mencionados, son idóneos para la producción de plantas y hortalizas. Recuerde que no existe un sustrato que sea ideal para todos los tipos de cultivo, pero cambiar el tamaño y la profundidad de su contenedor, puede ser la clave para satisfacer las necesidades de un cultivo en lo que respecta a capacidad de absorción de agua y porosidad de aire. Finalmente, es el productor quien controla el sustrato; a él le corresponde decidir sobre la mejor forma de irrigar y fertilizar para producir cultivos de alta calidad.

Si tiene dudas, comuníquese con el representante de Servicios al Productor de Premier Tech o con su representante de Ventas regional:

Jose Chen Lopez Es especialista en horticultura México y el sur oeste de los Estados Unidos