Los cultivos sin suelo se han expandido en los últimos años. Elegir el sustrato óptimo requiere de una consideración especial, porque es mucho más que un pilar para la planta: puede ser crucial para el éxito de los cultivos. Las propiedades físicas y químicas de los sustratos de cultivo difieren de las del suelo y los cultivos sin suelo requieren de una gestión más atenta.
Hay muchas ventajas en la utilización de sustratos de cultivo:
- Se puede lograr altos rendimientos en un área limitada
- Mejor control sobre el riego y la fertilización
- Una desinfección más facil.
- El reciclaje del agua de drenaje es posible.
- El medio de cultivo puede ser usado como una alternativa para un suelo inadecuado.
Sin embargo, también hay desventajas:
- La capacidad de explotación de los nutrientes es baja.
- La capacidad del buffer es baja y por lo tanto los cambios son rápidos.
Este informe se centrará únicamente en las propiedades físicas. Las propiedades químicas se discutirá en un informe separado.
¿Cuáles son las Propiedades Físicas de un Buen Sustrato?
AUn equilibrio entre el contenido del aire y el agua disponible es uno de los requisitos más importantes de un buen medio.
Las raíces de las plantas necesitan aire para el suministro de oxígeno y el intercambio de gases, y por lo tanto, la aireación es fundamental para el desarrollo óptimo de las plantas. La falta de aireación adecuada en el sustrato resulta en un crecimiento pobre de las plantas , la susceptibilidad a las enfermedades y deficiencias nutricionales.
Sustratos de cultivo ideales proveen a las plantas con adecuado abastecimiento de agua y al mismo tiempo contienen suficiente aire para permitir el intercambio de gases en el sistema radical.
Buenos sustratos de cultivo también se caracterizan por la alta conductividad hidráulica, es decir, la capacidad de transmitir el agua.
Otra propiedad importante es el peso del sustrato: debe ser ligero para el transporte fácil y menos costoso y de manejo. Pero también debe tener el peso suficiente para proveer apoyo físico a la planta.
Sustratos de cultivo y compatibilidad del sistema de producción
Puede ser sorprendente, pero a fin de elegir el mejor sustrato, lo primero que se deberia hacer es considerar las especificaciones del sistema de producción.
Estos incluyen: el diseño del sistema de riego (por ejemplo, la densidad de goteros y su descarga), el tamaño de los contenedors y su medida.
Estos factores y el sustrato de cultivo deben ser compatibles con el fin de obtener una distribución uniforme del agua y un riego eficaz.
La porosidad y la capacidad de retención del agua
Cada sustrato de cultivo tiene una distribución característica de tamaño de partículas . Los espacios (poros) entre las partículas sólidas se pueden llenar con aire o agua y se conocen como "la porosidad total".
Los poros más pequeños pueden retener el agua con más fuerza que los grandes. Un poro que es demasiado grande no retiene el agua contra la gravedad, y se vacía.
Cuanto mayor sea el poro colocado en el recipiente, tiene que ser lo mas pequeno con el fin de retener el agua contra la gravedad. En la parte superior del contenedor, los poros que son demasiado grandes para contener el agua contra la gravedad están vacíos.
Por lo tanto, la parte superior del recipiente siempre será más seco que la parte inferior. En la parte inferior del recipiente, todos los poros, incluidos el principal, se llenan de agua, haciendo la capa inferior saturada.
Vamos a visualizar...
Los poros en un sustrato de cultivo puede ser visto como una serie de capilares. En nuestro modelo, el ancho de la columna representa el tamaño de los poros y los capilares fueron "niveladas", por lo que son rectos y pueden ser fácilmente comparadas entre sí.
A partir de este modelo es fácil de entender por qué la parte inferior del sustrato esta siempre saturada, mientras que la parte superior del medio contiene menos agua y más aire.
Las fuerzas que hacen provocan la subida del agua a los capilares contra la gravedad no se discutirán aquí. Sólo mencionaremos que se les llama "cohesión" y "adhesión". Cohesión es la afinidad entre el agua y la superficie de las partículas. La adhesión es la afinidad entre el agua y ella misma.
Curvas de retención del agua
Los laboratorios pueden medir con precisión el porcentaje de agua por volumen (v / v en %) a una altura determinada del sustrato, después de la saturación y el drenaje. La altura se mide en centímetros y los datos pueden ser presentados gráficamente como "Curva de Retención de Agua". Algunos laboratorios se refieren a la altura como "tensión en cm".
Veamos un ejemplo de curvas de retención de agua para dos diferentes sustratos:
Los dos sustratos tienen comportamientos completamente diferentes. Medio B drena más fácilmente y tiene menos agua que en cualquier medio A a determinada altura (la tensión). Por ejemplo, a 20 cm el medio A posee el 60% agua, mientras que el medio B tiene sólo el 23%. Esto se debe a que el medio A contiene un mayor porcentaje de poros pequeños.
Por lo tanto, bajo las mismas condiciones un productor que decide cultivar en medio B, tiene que dar riegos más frecuentes. Por otra parte, si el productor decide cultivar en medio A, su principal preocupación sería probablemente la falta de aireación.
Más información que podemos aprender de las curvas de retención de agua es la cantidad de agua disponible para las raíces de las plantas.
Sabemos que muy pequeños poros pueden retener el agua muy bien, pero también pueden contener el agua con tanta fuerza, que la planta no puede absorber. En los sustratos de cultivo, el agua a tensiones de 50-100cm general, se considera fuera del alcance de la planta, ya que se conserva en muy pequeños poros.
Además, alto contenido de agua de reserva puede preparar el camino para las enfermedades de hongos y otros presentes en condiciones de alta humedad.
Tamaño y forma de los contenedores
Hemos mencionado anteriormente que el tamaño y la forma de los contenedores, en la que se coloca el medio, determina la cantidad de agua que puede retener el sustrato.
Echemos un vistazo a estos recipientes:
A B C D
A B C D
Todos los recipientes son del mismo volumen, y se llenan en el mismo medio. El área azul representa el agua. Puesto que es el mismo sustrato, el agua llega a la misma altura en cada uno de los recipientes.
Por otra parte, el mismo contenido de agua en % se mide en cada altura (según la curva de retención de agua de este sustrato). Pero debido a las diferentes formas, la cantidad real de agua es diferente en cada recipiente.
Esto da lugar a diferentes proporciones de agua / aire en cada recipiente y en la gestión de riego.
La frecuencia de riego y la cantidad de agua aplicada en cada riego se determina por el contenido de agua disponible en el sustrato y por la forma y tamano del recipiente.
Por ejemplo, un ciclo de riego al día no es suficiente, si el consumo de agua diario de la planta es superior a la cantidad de agua disponible en el sustrato.
Conductividad Hidráulica
Como el nombre sugiere, la conductividad hidráulica es la velocidad a la que se transmite el agua en un sustrato.
La conductividad hidráulica de los sustratos no es una medida rutinaria en el laboratorio. Sin embargo, es extremadamente importante comprender su significado.
La conductividad hidráulica es en realidad el factor limitante de la absorción de agua por las plantas en un sustrato, en lugar de la cantidad del agua en el.
Cuando la tasa de transpiración excede la conductividad hidráulica del sustrato,, la planta no puede usar eficientemente el agua contenida en el sustrato y se puede marchitar. En los materiales utilizados como sustratos, la conductividad hidráulica disminuye exponencialmente a medida que el sustrato se seca. Esto se debe a que la continuidad de agua se interrumpe después de que los poros grandes se vacían.