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Cultivo en Suelo: Sustratos I

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 Cultivo en Suelo: Sustratos I

En este post trataremos sobre uno de los factores cruciales en el desarrollo de nuestras plantas, elemento indispensable en las formas más tradicionales de cultivo en contenedores

tanto en medios inertes como en medios biológicamente activos, tanto en indoor como en outdoor. Normalmente nos referimos a estos medios de cultivo como suelo, aunque la mejor acepción es la de sustrato, entendiendo este como el material en el que se cultiva la cosecha y en el que las plantas desarrollan sus sistemas radicales.

El sustrato es crucial para un buen cultivo y desarrollo radicular

La configuración del mismo, y su calidad, puede tener un profundo efecto en el desarrollo de nuestras cosechas y en la obtención de buenos rendimientos. El sustrato independientemente de las combinaciones que podamos encontrar ha de cumplir 5 funciones básicas

  1. Proporcionar apoyo físico a la planta.
  2. Retener agua en una forma disponible para la planta.
  3. Proporcionar intercambio de gases entre las raíces y la atmósfera.
  4. Servir como depósito de nutrientes.
  5. Ser soporte de las poblaciones de microorganismos importantes en los ciclos de nutrientes y la configuración de la rizosfera.

En determinadas situaciones de producción, el sustrato puede cumplir con cada una de estas funciones. Sin embargo, en otras situaciones, el sustrato puede no cumplir con (y puede no necesitar cumplir) con todas estas funciones. Por ejemplo, en situaciones de producción hidropónica o pseudo-hidropónicas (es decir con sustratos inertes); el sustrato (si es que existe como arlita, perlita o lana de roca…entre otros) en general no retiene los nutrientes y no fomenta el desarrollo de las poblaciones microbianas, puesto que la nutrición se da en continúo durante el riego de la planta.

Arlita ampliamente utilizada como medio hidropónico

En este post trataremos sobre los sustratos químicamente y biológicamente activos, es decir lo que comúnmente hemos llamado “tierra de cultivo”, sin entrar en la discusión de medios de cultivo como son los hidropónicos o los basados exclusivamente en la fibra de coco. En este origen ya os ponemos en antecedentes. El substrato que se escoja para cultivar determinará en gran parte el éxito de nuestro cultivo, sobre todo si se planta en macetas, donde el acceso a los nutrientes por parte de las raíces siempre es limitado.

Actualmente hay muchas marcas y muchas combinaciones de sustratos (tierra), cada una con unas características, algunos ya fertilizados otros no, otros específicos para una fase de cultivo determinada…tantos como casi marcas que los comercializan. La norma es que los sustratos comerciales actuales se fundamentan en la mezcla de diversos componentes, que en sus específicas proporciones aporten las condiciones de cultivo óptimas. Realizar nuestras mezclas en casa, puede ser factible, deberemos elegir los “ingredientes” para la mezcla, calcular sus proporciones y después realizar el correcto proceso de mezclado…un proceso bastante laborioso. La opción más idónea es adquirir una marca comercial. Pero el kit de la cuestión es saber elegir que marca proporciona las necesidades que requerimos y al mejor precio.

En la confección de una tierra de cultivo, hay muchos componentes que pueden ser utilizados en la formulación. Debido a que estos componentes, por sí solos,  rara vez tienen las características físicas y químicas óptimas  para el cultivo, por lo general son combinados para formar mezclas-sustrato, o lo que venimos conociendo más recientemente como “mix” adecuados. Además, estas mezclas son a menudo modificadas con materiales para ajustar el pH, el nivel de fertilidad, capacidad de retención de agua, con sustancias insecticidas e incluso pueden ser inoculadas con organismos como bacterias o hongos beneficiosos para el cultivo, como pueden ser la Trichodermas.

Micorrizas beneficiosas para nuestro cultivo

Así estas mezclas de sustrato pueden presentar ciertos elementos mejorantes:

  • Mejorantes fertilizantes: Humus de lombriz, Guano, Algas, harina de huesos…
  • Mejorantes reacción Ph: Dolomita.
  • Mejorantes textura y drenaje: Coco, Perlita, Vermiculita, Arlita
  • Mejorantes biológicos: Micorrizas y complejos de bacterias.
  • Mejorantes hídricos: Polímeros.
  • Mejorantes fitosanitarios: Neem, Quassia…

 Adaptar el tipo de tierra, al proceso de cultivo debería ser lo correcto, del mismo modo que adaptar el tipo de contenedor y su volumen a las distintas etapas del proceso de cultivo. En ocasiones se nos hace poco cómo todo, esto, y debemos adaptar el contenedor para todo el ciclo del mismo modo que debemos tomar la decisión correcta en cuanto al sustrato y sobre todo a nuestro nivel de experiencia cultivando. Muchas mezclas comerciales de sustrato vienen realmente con niveles de fertilización en origen elevados y para “primerizos” puede llegar a ser más un problema que una solución este tipo de mezclas de tierra.

Aquí surge el dilema entre comprar tierras ya fertilizadas o tierras ligeras en fertilizantes de modo que puedan adaptarse a nuestros planes de fertilización.

Famosa marca comercial, con dos versiones una light y otra abonada

El suelo más adecuado para el cultivo es aquel que permite el correcto desarrollo de las raíces, que permita el correcto intercambio gaseoso del sistema radicular, que permita el correcto desarrollo de los microorganismo encargados en la nutrición de la planta, que aporte la cantidad de agua necesaria permitiendo un buen drenaje, que permita una relación de intercambio de cationes adecuada, que tenga un Ph que permita la correcta disponibilidad de nutrientes…etc.., como podéis ver un suelo adecuado deber cumplir con un conjunto amplio de requerimientos, y una correcta formulación del mismo es crucial.

Ahondando en el post, vamos a resumir los principales factores a tener en cuenta en cuanto a la formulación de un sustrato (suelo) de cultivo.

Tasa de descomposición

Los materiales orgánicos se descomponen con el tiempo, para que finalmente, todo el carbono que conformaba sus moléculas almacenado como celulosa, hemicelulosas, lignina y otros compuestos orgánicos, se devuelva a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. Una gran cantidad de microorganismos consiguen lograr este proceso.  La velocidad de descomposición de un material orgánico depende de muchas variables incluyendo la composición, los microorganismos presentes, la humedad y la temperatura. Cuando se utilizan materiales orgánicos en la formulación de sustratos o suelos para el cultivo cannábico, la descomposición es generalmente indeseable, ya que reduce el volumen de sustrato en el recipiente disponible para cumplir las funciones mencionadas anteriormente.

Dado que todos los materiales se descomponen orgánicamente, el objetivo es seleccionar los materiales que tienen una velocidad lenta de la descomposición.

Relación C/N (Carbono/Nitrógeno)

La materia orgánica sirve como fuente de energía y a su vez proporciona los bloques básicos de construcción utilizados por los microorganismos en el sustrato. Cuando los microorganismos descomponen la materia orgánica, requieren una 1 átomo de nitrógeno por cada 25 átomos de carbono que utilizan. Si la materia orgánica a descomponer tiene una relación de carbono: nitrógeno (C/N) de menos de 25:1,  suficientemente nitrógeno puede ser obtenido a partir de la materia orgánica para satisfacer las necesidades de los microorganismos. Sin embargo, si la relación C: N es mayor que 25:1, los microorganismos deben obtener nitrógeno del medio ambiente circundante. En estas situaciones, los microorganismos empiezan a utilizar el nitrógeno a partir de otras fuentes, incluyendo el  nitrógeno que se suministra a nuestro cultivo a través de la fertilización. Si la relación carbono: nitrógeno es muy alta, resulta en que grandes cantidades de nitrógeno son tomadas por los microorganismos del sustrato. En estas situaciones, los microorganismos pueden competir con las plantas por nitrógeno disponible y llegar a su agotamiento, de modo que los niveles de nitrógeno pueden caer por debajo de los niveles deseables y la deficiencia de nitrógeno puede manifestarse en el cultivo (a menos que se suministre nitrógeno adicional para compensar).

Espacio poroso

La mayor parte del volumen de sustratos es en realidad espacio conformado por poros donde se emplazan fases gaseosas. La distribución de tamaños de poro es importante ya que el volumen total de espacio de los poros y, específicamente, la distribución del tamaño de poro puede  determinar directamente la capacidad de retención de agua del sustrato y el espacio de aire que puede ocupar los poros llenos.

Esquema entre macroporos y microporos.. Fuente:The Comet Program.

Durante el riego (condiciones de saturación), todos los poros de un sustrato se llenan de agua. Sin embargo, inmediatamente después de la irrigación, los poros más grandes son incapaces de retener el agua contra la gravedad y el agua en estos poros es drenada. Estos poros se llenan de nuevo de aire. Estos macroporos que se rellenan de aire son importantes, debido a que permiten el intercambio de gases con la atmósfera en la interfase del sustrato-raíz. Sin este intercambio de gases, las raíces se verían privadas del oxígeno necesario para la respiración. Como regla general, un sustrato debe tener por lo menos 10% de espacio de porosidad con capacidad de relleno de aire.

Capacidad de retención de agua

Una de las funciones del sustrato es retener agua y que ésta esté disponible para la planta. Si la capacidad de retención de agua es demasiado bajo, se requiere riego frecuente para evitar la escasez de agua. Sin embargo, si la capacidad de retención de agua es demasiado alta, el espacio de los poros llenos de aire puede estar por debajo de los niveles deseados. En este sentido si la capacidad de retención de agua es demasiado alta, la frecuencia de riego deberá ser baja. En los casos en que se está utilizando un sustrato con baja fertilidad, la tasa de  fertilización líquida deberá ser más infrecuente y pueden producirse deficiencias de nutrientes minerales.

La capacidad de intercambio catiónica: CIC.

Quizá sea uno de los elementos de mayor importancia dentro de un sustrato orgánico. La mayoría de los componentes usados ​​para formular sustratos hortícolas presentan  sitios con cargas negativas en sus superficies que les permitan retener cationes cargados positivamente. Muchos de los nutrientes minerales utilizados por las plantas son cationes (es decir, NH4+,Ca + +, K +, Mg++, Mn++…). Los sitios cargados negativamente permiten que el sustrato para retener nutrientes para el uso de la planta y por lo tanto proporcionan esencialmente un depósito de nutrientes. Los sitios cargados negativamente también conservan protones (H +). Estos pueden ser intercambiados con la solución de sustrato y por lo tanto ayudan a amortiguar y tamponar la solución sustrato y  los cambios rápidos de pH. Por lo tanto, la capacidad de intercambio de cationes (CEC) se refiere a veces como la capacidad de tamponamiento. La capacidad de intercambio catiónico se expresa como meq/100ml.

Las partículas de arcilla del suelo y la materia orgánica tienen una carga negativa sobre su superficie. Los cationes se atraen a estas partículas por fuerzas electrostáticas. Los suelos con alta CIC suelen tener alto contenido de arcilla y/o materia orgánica. Estos suelos son considerados más fértiles, ya que pueden retener más nutrientes. Así un sustrato deberá tener en cuenta en su formulación la presencia de materia orgánica, ácidos fúlvicos y húmicos y sobre todo arcillas de diverso origen que eleven la CIC del sustrato mezcla.

Suelos con CIC elevada retienen más nutrientes. Comparativa.

Ph
El pH del sustrato (específicamente en la solución de sustrato) afecta a muchos aspectos del entorno de sustrato. El pH afecta a la disponibilidad de nutrientes de ciertos elementos minerales ya que pueden estar más disponibles a medida que disminuye de pH (es decir, Fe, Mn, Cu) y otros son más disponible a medida que aumenta el pH (es decir, Ca, Mg, Mo). El pH del sustrato también afecta a la incidencia de algunas enfermedades transmitidas por el suelo. Por ejemplo, la incidencia de Fusarium se reduce a medida que aumenta el pH. Aunque el pH óptimo varía entre los cultivos, un pH de 5.2 a 6.5 es óptimo para la mayoría de los cultivos de en suelo, y está deberá ser la reacción que nos deberá proporcionar el sustrato que compremos.

Conductividad eléctrica.EC.

La conductividad eléctrica (EC) es una medida de iones totales en la solución de sustrato. Se determina como una medida de la capacidad de la solución de sustrato para conducir una corriente eléctrica a través de un (1) cm y se expresa como mmhos / cm (o su equivalente mS / cm). La solución o EC óptima del cultivo variará con la cosecha, la etapa del cultivo y época del año. Sin embargo, los sustratos con una conductividad eléctrica de 3,0 mS o superior se convierten en problemáticos en su gestión dependiendo de la cosecha. Para esquejes jóvenes, la conductividad eléctrica debe ser entorno a los 2,0 mS / cm o menos. Los sustratos a ser utilizados para la germinación de la semilla, la conductividad eléctrica debe ser 1,0 mS / cm o menos. Los niveles altos de CE son un indicador de que el sustrato contiene altos niveles de iones. Los niveles altos de CE pueden provocar daños en los sistemas radiculares perjudicando así la función y hacer las plantas más susceptibles al ataque de enfermedades transmitidas por el suelo.

En este primer post os hemos puesto en materia al respecto de que parámetros pueden llegar a ser de interés en el cultivo en suelo, en post posteriores hablaremos de los principales  componentes a utilizar en la formulación del correcto sustrato y sus parámetros físicos y químicos a tener en cuenta, y a su vez, plantearemos que porcentajes de elementos diversos o mezclas deberíamos escoger como los óptimos para nuestro éxito cultivando.

Un fuerte saludo.

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