Sustratos e medios de cultivo

Sustratos e medios de cultivo

Sustratos e medios de cultivo Diego Lamas Adan


2

Índice: Definicion de sustrato. .................................................................................................................. 3

Propiedades do sustrato. .............................................................................................................. 3

Propiedades físicas: ................................................................................................................... 3

Propiedades químicas. .............................................................................................................. 4

Propiedades bioloxicas. ............................................................................................................. 5

Características do sustrato ideal. .................................................................................................. 5

Propiedades físicas. ................................................................................................................... 6

Propiedades químicas. .............................................................................................................. 6

Outras propiedades. .................................................................................................................. 6

Tipos de sustratos. ........................................................................................................................ 7

Según as suas propiedades. ...................................................................................................... 7

Según o orixe dos materiales. ................................................................................................... 7

Descripción xeral dalguns sustratos. ............................................................................................. 8

Sustratos naturales. .................................................................................................................. 8

Sustratos artificiales. ................................................................................................................. 9

Sistemas de cultivo. ..................................................................................................................... 11

Cultivo en grava con subirragacion ......................................................................................... 11

Cultivo en sustratos con baixa capacidade de retención de auga. ......................................... 12

Cultivo en sistemas convencionais con sustrato. .................................................................... 13

Cultivo en bancadas de area. .................................................................................................. 13

Cultivo en sacos recheos de sustrato. ..................................................................................... 13

Outros sistemas de cultivo. ..................................................................................................... 14


3

Definición de sustrato.

Un sustrato e todo o material sólido distinto do solo, natural, de sínteses ou

residual, mineral ou orgánico, que colocado nun contenedor, en forma pura ou en

mezcla, permite anclar o sistema radicular da planta, desempeñando o papel de

soporte para a planta. O sustrato pode intervir ou non no complexo proceso de

nutrición mineral da planta.

Propiedades do sustrato.

Propiedades físicas:

A) Porosidade.

E o volume total do medio non ocupado polas partículas sólidas, e polo

tanto, estarao por aire ou auga nunha certa proporción. O seu valor

óptimo non debería ser inferior o 80-85%, aínda que sustratos de menor

porosidade poden ser usados en determinadas condicións.

B) Densidade.

A densidade do sustrato podese referir ben a do material sólido que o

compón e entonces falase da densidade real, ou ben a densidade

calculada considerando o espazo total ocupado polos compoñentes

sólidos mais o espazo poros. A densidade real ten un interés relativo. O

seu valor varia según a materia de que se trate e sole oscilar entre 2.5-

3 para a maioría dos de orixen mineral. A densidade aparente indica

indirectamente a porosidade do sustrato e a súa facilidade de

transporte e manexo. Os valores de densidade aparente prefírense

baixos (0.7-1) e que garantisen unha certa consistencia da estrutura.

C) Estrutura.

Pode ser granular como a maioría dos sustratos minerais ou ben fibrilar.

A primeira non ten forma estable, acoplanse facilmente a forma do

contenedor, mentres que a segunda dependerá das características das


4

fibras. Se son fixadas por algún tipo de material de cementación,

conservan formas ríxidas e non se adaptan o recipiente pero teñen certa

facilidade de cambio de volume e consistencia cando pasan de secas a

molladas.

D) Granulometría.

O tamaño dos gránulos ou fibras condiciona o comportamento do

sustrato, xa que ademais da súa densidade aparente varia o seu

comportamento hídrico a causa da súa porosidade externa, que aumenta

o tamaño dos poros conforme sea maior a granulometría.

Propiedades químicas.

A reactividade química dun sustrato definese como a transferencia de

materia entre o sustrato e a solución nutritiva que alimenta as plantas a

traves das raíces. Esta transferencia e recíproca entre o sustrato e

solución de nutrintes e pode ser debida a reacions de distinta natureza.

A) Químicas:

Debense a disolución e hidrólises dos propios sustratos e poden

provocar:

Efectos fitotoxicos por liberación de ións H+ e OH- e certos ións

metálicos como o Co+2.

Efectos carenciais debido a hidrólises alcalina de algúns

sustratos que provocan un aumento do pH e a precipitación do

fósforo e algúns microelementos.

Efectos osmóticos provocados por un exceso de sales solubles e o

conseguinte descenso na absorción da auga por planta.

B) Físico-quimicas.

Son reaccións de intercambio de ións. Danse en sustratos con contidos

en materia orgánica ou os de orixen arxiloso, e decir, aqueles nos que hai

certa capacidade de intercambio cationico (C.I.C.). Estas reaccións

provocan modificacións no pH e na composición química da solución

nutritiva polo que o control da nutrición da planta faise mais difícil.

C) Bioquímicas.

Son reaccións que producen a biodegradación dos materiais que

compoñen o sustrato. Prodúcese sobre todo en materiais de orixen


5

orgánico, destruíndo a estrutura e variando as súas propiedades físicas.

Esta biodegradación libera Co2 e outros elementos minerais por

destrución da materia orgánica. Normalmente prefírense sustratos

inertes fronte aos quimicamente activos. A actividade química aporta a

solución nutritiva elementos adicionais por procesos de hidrólises ou

solubilidade.

Propiedades biolóxicas.

Calquera actividade biolóxica nos sustratos e claramente prexudicial.

Os microorganismos compiten coa raíz por osixeno e nutrintes. Tamén

poden degradar o sustrato e empeorar as súas características físicas de

partida. Xeralmente diminúen a súa capacidade de aireación, podéndose

producir asfixia radicular.

Así as propiedades biolóxicas dun sustrato pódense concretar en:

A) Velocidade de descomposición.

A velocidade de descomposición esta en función da poboación microbiana

e das condicións ambientais nas que se encontre o sustrato. Esta pode

provocar deficiencias de osixeno e nitróxeno, liberación de sustancias

fitotoxicas e contracion do sustrato.

B) Efectos dos produtos de descomposion.

Moitos dos efectos biolóxicos dos sustratos orgánicos atribúense aos

acedos húmicos e fulvicos, que son os produtos finais da degradación

biolóxica da lignina e a hemicelulosa.

C) Actividade reguladora do crecemento.

E conocida a existencia auxinica nos estratos de moitos materiais

orgánicos utilizados nos medios de cultivo.

Características do sustrato ideal.

O mellor medio de cultivo depende de numerosos factores como son o tipo de

material vexetal co que se traballa ( sementes, plantas, estacas, etc), especie

vexetal, condicións climáticas, sistemas e programas de rego e fertilización,

aspectos económicos, etc…


6

Para obter bos resultados durante a xerminación, o enraizamento e o

crecemento das plantas, requírese as seguintes características do medio de

cultivo:

Propiedades físicas.

Elevada capacidade de retención de auga facilmente dispoñible.

Suficiente suministro de aire.

Distribución do tamaño de partículas que manteñan as condicións

anteriores.

Baixa densidade aparente.

Elevada porosidade.

Estrutura estable, que impida a contracion ou hinchazon do medio.

Propiedades químicas.

Baixa ou apreciable capacidade de intercambio cationico.

Suficiente nivel de nutrintes asimilables.

Baixa salinidade.

Elevada capacidade tampón e capacidade para manter constante o

pH.

Mínima velocidade de descomposion.

Outras propiedades.

Libre de sementes de malas herbas, nematodos e outros patóxenos e

sustancias fitotoxicas.

Reproductividade e dispoñibilidade.

Baixo coste.

Fácil de mezclar.

Fácil de desinfectar e estabilidade fronte a desinfección.

Resistencia a cambios externos físicos, químicos e ambientais.


7

Tipos de sustratos.

Existen diferentes criterios de clasificación dos sustratos, basados no

orixen dos materiais, a súa natureza, a súa capacidade de degradación, etc…

Según as súas propiedades.

Sustratos quimicamente inertes: area granítica, grava, perlita,

arxilla, lana de roca, etc…

Sustratos quimicamente activos: turbas rubias e negras, cortiza de

pino, vermiculita, etc…

As diferenzas entre ambos veñen determinadas pola capacidade de intercambio

cationico ou pola capacidade de almacenamento de nutrintes por parte do sustrato.

Os sustratos quimicamente inertes actúan como soporte da planta. Os sustratos

quimicamente activos serven de soporte a planta pero a súa vez actúan como

deposito de reserva dos nutrintes aportados mediante a fertilización.

Según o orixe dos materiais.

1.1.1. materiais orgánicos:

De orixen natural. Caracterízanse por estar suxeitos a

descomposion biolóxica (turbas).

De sínteses. Son polímeros orgánicos non biodegradables, que se

obteñen mediante sínteses química.

Subprodutos e residuos de diferentes actividades agrícolas,

industriais e urbanas.

1.1.2. materiais inorgánicos ou minerais.

De orixen natural. Obtéñense a partir de rochas ou minerais de

orixen diverso, modificándose moitas veces de modo lixeiro,

mediante tratamentos físicos sinxelos (area, grava…)

Transformados o tratados. A partir de rochas ou minerais,

mediante tratamentos físicos, mais ou menos complexos (perlita,

lana de roca, vermiculita…)

Residuos e subprodutos industriais. Comprende os materiais

procedentes de moi distintas actividades industriais


8

Descrición xeral dalgúns sustratos.

Sustratos naturais.

A) Auga.

E común como aportador de nutrintes, aínda que tamén se pode utilizar

como sustrato.

B) Gravas.

Solen utilizarse as que posúen un diámetro entre 5-15 mm. Destacan as

gravas de cuarzo, a pedra pómez e as que conteñen menos dun 10% en

carbonato cálcico. A súa densidade aparente e de 1500-1800 kg/m3.

Posúen unha boa estabilidade estrutural.

C) Areas.

As que proporcionan os mellores resultados son as areas de río. A súa

granulometría mais adecuada oscila entre 0.5-2 mm de diámetro. A súa

densidade e similar a da grava. A súa capacidade de retención de auga e

media, e a súa capacidade de aireación diminúe co tempo pola súa

compactación.

D) Turba.

Son materiais de orixen vexetal, de propiedades físicas e químicas

variables en función do seu orixen. Pódense clasificar en dous grupos:

turbas rubias e negras. As turbias rubias teñen maior contido en

materia orgánica e están menos descompostas, as turbas negras están

mais mineralizadas tendo un menor contido en materia orgánica. E mais

frecuente o uso de turbas rubias no cultivo sen solo, debido a que as

negras teñen unha aireación deficiente e uns contidos elevados en sales

solubles. As turbas rubias teñen un bo nivel de retención de auga e de

aireación pero moi variable en canto a súa composición.

Propiedades das turbas


9

Propiedades Turbas rubias Turbas negras

Densidade aparente (gr/cm3) 0,06 - 0,1 0.3-0.5

Densidade real (gr/cm3) 1.35 1,65 - 1,85

espazo poroso (%) 94 ou mais 80 - 84

Capacidade de absorción da auga (gr/100 gr

m.s.) 1049 287

Aire (% volume) 29 7,6

Auga facilmente dispoñible (% volume) 33.5 24

Auga de reserva (% volume) 6.5 4,7

Auga dificilmente dispoñible (% volume) 25.3 47,7

C.I.C. (meq/100 gr) 110-130 250 ou mais

E) Cortiza de pino.

Pódense emplear cortizas de diferentes especies vexetais, aínda que a

mais empleada e a de pino, que procede basicamente da industria

madeireira. O ser un material de orixe natural posúe unha gran

varabiabilidade. As cortizas empleanse en estado fresco ou composto.

As crudas poden provocar problemas de deficiencia de nitróxeno e de

fitotoxicidade.

F) Fibra de coco.

Este produto obtense das fibras de coco. Ten unha capacidade de

retención de auga de ata 3 ou 4 veces o seu peso, un pH lixeiramente

acedo (6.3-6.5) e unha densidade aparente de 200 kg/m3.

Sustratos artificiais.


10

A) Perlita.

E un material obtido como consecuencia dun tratamento térmico a uns

1000-1200 ºC dunha rocha silícea volcánica do grupo dos riolitas.

Presentase en partículas brancas, as súas dimensións varían entre o 1.5 e

6 mm, con unha densidade baixa, en xeral inferior aos 100 kg/m3. Posúe

unha capacidade de retención de auga de ata 5 veces o seu peso e unha

elevada porosidade.

Propiedades da perlita

Propiedades físicas

Tamaño (mm/diámetro)

0-15

(Tipo B-6)

0-5

(Tipo B-12)

3-5

(Tipo A-13)

Densidade aparente (Kg/m3) 50-60 105-125 100-120

espazo poroso (%) 97,8 94 94,7

Material sólido (% volume) 2,2 6 5,3

Aire (% volume) 24,4 37,2 65,7

Auga facilmente dispoñible (%

volume) 37,6 24,6 6,9

Auga de reserva (% volume) 8,5 6,7 2,7

Auga dificilmente dispoñible (%

volume) 27,3 25,5 19,4

B) Vermiculita.

Obtense pola exfoliacion dun tipo de micas sometido a temperaturas

superiores os 800 ºC. A súa densidade aparente e de 90 a 140 kg/m3,

presentase en escamas de 5-10 mm. Pode reter 350 litros de auga por

metro cubico e posúe unha boa capacidade de aireacion.

C) Arxila expandida.

Obtense tralo tratamento de módulos arxilosos a mais de 100ºC,

formándose como unhas bolas de cortiza dura e un diámetro entre os 2-

10 mm. A densidade aparente e de 400 kg/m3 e posúe unha baixa

capacidade de retención de auga e unha boa capacidade de aireación.

D) Polistireno expandido.


11

E un plástico troceado en floculos de 4-12 mm, de cor branco. A súa

densidade e moi baixa, inferior a 50 kg/m3. Posúe pouca capacidade de

retención de auga e unha boa aireación.

Sistemas de cultivo.

Os sistemas de cultivo pódense clasificar en tres grandes grupos dependendo do

medio no que se desarrollen as raíces: cultivos en sustrato, cultivos en auga ou

hidropónicos e cultivos en aire ou aeroponicos. Aquí centrarémonos nos primeiros.

Dentro dos cultivos en sustrato podemos distinguir a súa vez tres tipos en función

do seu manexo. En primeiro lugar temos aqueles sistemas que funcionan por

inundación periódica do sustrato mediante subirrigacion e nos que posteriormente

realizase a recollida dos sobrantes, como o caso das bancadas de grava. En segundo

lugar encóntranse aqueles sistemas que utilizan un sustrato con unha baixa

capacidade de retención de auga e unha elevada aireación (grava) de forma que

requiren un aporte moi frecuente de solución nutritiva a nivel superficial para

asegurar un suministro adecuado de auga e nutrintes.

Cultivo en grava con subirragacion

Este sistema de cultiva sen solo consiste nunha serie de bancadas construídas in

situ a base de cemento ou ben prefabricadas, podendo ser tamén estas ultimas de

asbesto-cemento ou incluso de materiais plásticos. Ditas bancadas solen presentar

unha lonxitude de 20-35 m, unha anchura de 0.8-1.2 m e unha profundidade de

0.20-0.30 m, debendo ter unha pendente do 0.1 o 0.5% para facilitar a saída de

lixiviado.

As bancadas rachéanse dun agregado inerte, xeralmente de grava, con un tamaño

superior aos 3 mm de diámetro, para facilitar a circulación da solución. Ditas

bancadas inúndanse periodicamente coa solución nutritiva e posteriormente

deixanse drenar, recolléndose a solución sobrante nun deposito. Dependendo como

se faga circular esta solución, podese distinguir diferentes sistemas de cultivo por

subirrigacion.

Sistema de alimentación directa, na que a solución bombease desde o

deposito de recollida a traves do sistema de drenaxe ata alcanzar o

nivel adecuado, neste momento e cando a bomba se desconectase a

solución drena de novo o deposito.


12

Cultivo en grava subirrigado con alimentación por gravidade.

Cando a bancada e moi larga podese utilizar un sistema de

alimentación por gravidade, na que a solución bombease desde o

deposito de recollida do lixiviado ata outro situado na cabeza no

extremo oposto. Un gran inconvinte destes sistemas e o seu elevado

coste das bancadas, tamén implica a presenza de estruturas

permanentes no invernadoiro no caso de que se fabriquen in situ.

Cultivo en sustratos con baixa capacidade de retención de auga.

Consiste no empleo de sustratos de granulometría grosa, como grava ou perlita A-

16, de forma que o gran tamaño dos seus poros supoña unha baixa relación

superficie/volume e que o equilibrio tensión superficie/forza gravitatoria que se

estableza cando ditos poro conteñan un baixo volume de auga, formando unha

película de espesor fino.


13

Cultivo en sistemas convencionais con sustrato.

Son os mais estendidos desde o punto de vista comercial. O tipo de sustrato

utilizado pode ser moi variado, pero en xeral buscase que presente unha alta

capacidade de retención de auga, sen que limite a aireación da raíz, co fin de poder

reducir o numero de regos e facilitar así o manexo do sistema. Do mesmo modo

resulta importante que presente unha estrutura estable e unha baixa velocidade de

descomposición para que a súa vida útil sea a maior posible.

Cultivo en bancadas de area.

Estas bancadas sólense construír in situ a base de cemento recuberto con pintura

epoxica para protexelo da solución nutritiva aceda, aínda que tamén se poden

emplear fibra de vidro, laminas de asbesto ou outros materiais. Así mesmo

utilizanse laminas de polietileno ou PVC para diminuír os costos, fixadas nos lados

con bloques de cemento ou madeira, e incluso chéganse a escavar zanxas no solo

que se recobren con plástico e recheanse de sustrato. Isto ultimo resulta barato

pero ten un inconvinte de que e difícil localizar e reparar as roturas e existe resgo

de que as enfermidades do solo se estendan por todo o medio.

Cultivo en sacos recheos de sustrato.


14

Debido os inconvintes que presentan os sistemas en bancadas, nas ultimas décadas

a tendencia mais xeranilizada foi o empleo de sustratos embolsados en sacos de

plástico con un volume e dimensións variables en función do tipo de material

empleado para o desenrolo do cultivo.

Outros sistemas de cultivo.

aínda que resulta menos frecuente que os sacos de cultivo de polietileno, existen

outros tipos de contedores diseñados para albergar diferentes clases de

sustratos. Un deles e un contenedor troncopiramidal de polistireno con un volume

de 25 a 27 litros.

Outros tipos de contedores que foron utilizados nos cultivos sen solo son as

macetas de polietileno ou outro material plástico, recheas de turba, fibra de coco,

etc, que resultaron moi interesantes en cultivos de planta ornamental.

Finalmente un sistema que tubo bastante éxito foi o chamado SHQ, estaba

formado por unha bandexa de plástico de 8 cm de altura e 16 litros de capacidade,

que actuaba como unha reserva de solución nutritiva.

Sustratos e medios de cultivo

Documents

Transcript of Sustratos e medios de cultivo