Estación Experimental Agricola Fabio Baudrit Moreno

Programa de Hortalizas

Evaluación agronómica de sustratos

en agricultura protegida

Propiedades Físicas

Propiedades Químicas

Propiedades Biológicas

Propiedades de los sustratos

•Número de puntos de muestreo (NP).

NP = 0.5 V m

donde m = cantidad de unidades o m3 a muestrear.

•A granel:

– en toda la profundidad del montículo

– no menos de 50 cm de la superficie

•Paquetes o sacos:

– enumerar y seleccionar al azar

– etiquetar: marca o fabricante, descripción del producto, nº lote, fecha y lugar.

Muestreo

1. CAMION CON 600 SACOS DE FIBRA DE COCO:

– NP = 0.5 X V 600 = 13 SACOS

– enumerar sacos de 1 a 600 y seleccionar 13 sacos al azar

1. 50 m3 DE COMPOST

– NP = 0.5 x V 50 = 3.5 m3

– se cuartea y por duplicado:

• 5 l análisis físico

• 5 l análisis químico

• 5 l análisis microbiológico

Ejemplos de muestreo

Componentes

Fracción

solida <15%

Agua: 55

- 70%Aire: 15 -

30%

• Densidad aparente

• Densidad de partícula

• Porosidad total

• Retención de humedad

• Capacidad de aireación

• Capacidad de drenaje:

capacidad de infiltración

• Capilaridad: conductividad

hidráulica

Características físicas

Granulometría: tamaño de

partícula

Naturaleza del material:

densidad de partícula

•Porosidad total •Relación aire:agua= Distribución de poros

Fracción sólida:

matriz granular

• Granulometría • Tipo de Material

(Handreck & Black, 1994)

Vista al microscopio electrónico del Peat Moss

Características físicas

• Índice de grosor (IG): es el porcentaje acumulado en

volumen de partículas de diámetro superior a 1 milímetro

(Ansorena, 1994).

– Alto IG:

• Mayor porcentaje de partículas mayor a un

milímetro.

• Mayor capacidad de aireación y drenaje al subir

el contenido de macroporos

• Menor retención de humedad al disminuir los

microporos.

Granulometría

• Bajo IG:

• Mayor porcentaje de partículas menor a un

milímetro.

• Menor capacidad de aireación y drenaje al

bajar el contenido de macroporos

• Mayor retención de humedad al aumentar

los microporos

• Fracción determinante en las propiedades físicas de

los sustratos

– partícula comprendido entre 0.1 y 1.0 milímetros

(ansorena, 1994).

Granulometría

Distribución porcentual de partículas en un sustrato de fibra de coco.

0 , 0 0

18 , 6 6

16 , 2 3

17 , 0 9

13 , 3 714 , 16

10 , 4 9

5 , 5 7

4 , 4 3

0,002,004,006,008,00

10,0012,0014,0016,0018,0020,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00

Tamaño de partícula (mm)

Po

rcen

taje (p

/p

)

DISTRIBUCION DEL TAMAÑO DE LAS PARTICULAS EN UN SUSTRATO DE FIBRA DE COCO

Peso de muestra (g): 40,9

Tamiz (mm) 16,00 8,00 4,00 2,00 1,00 0,50 0,25 0,13 0,00 Total

Cantidad (g) 0,00 7,63 6,64 6,99 5,47 5,79 4,29 2,28 1,81 40,90

Porcentaje (p/p) 0,00 18,66 16,23 17,09 13,37 14,16 10,49 5,57 4,43 100,00

65,35

34,65

Indice de grosor (%):Indice de particulas finas (%):

Relaciona el volumen de poros (macro, meso,

micro y ultra-microporos) con el volumen total

del sustrato

Depende de la granulometría

Se requiere:

Densidad aparente (da)

Densidad de partículas (dr)

Pt = (1 – da / dr) x 100

Pt = (1 – 0.1g/ml) x 100 = 90.6 %

1.04 g/ml

Porosidad total (Pt)

Macroporos Agua Gravitacional: drena libremente por efecto de gravedad:

Poros < 4 mm

Mesoporos Agua a CC: agua fácilmente disponible

Poros de 1 a 0.5 mm

Microporos Agua puede funcionar como “buffer”:

Poros de 0.5 a 0.03 mm

Ultramicroporos Agua difícilmente disponible

Succión >1.5 Mpa

Poros < 0.01 mm

Drzal et al. (1999)

Porosidad total (Pt)

• Experimental; Relaciona masa seca 105 ºC con el volumen

de sustrato, incluyendo porosidad total

mg/L, g/L o kg/m3 de sustrato

Rango: 0.1 – 0.75 g/L

pt = (1 – da/dr) x 100

• comercial o en fresco

Calculo de volúmenes o pesos de material a granel.

Densidad aparente

Fracción

solida <15%

Agua: 55

- 70%Aire: 15 -

30%

• Relaciona masa seca a 105 ºC por volumen de sustrato sin

incluir la porosidad total: Rango de1.3 g/L – 2.5 g/L

Métodos:

– Picnómetro: porosidad efectiva

– Cenizas: poros totales

Densidad de partícula

CARACTERIZACION FISICA DE DIFERENTES TIPOS DE SUSTRATOS USADOS EN

HIDROPONIA

CA CAFAU CAF3A PMC FFF06 FFF07 FCU6M PPG PPC PRVI % optimo

Indice de grosor 88,5 18,5 ?

Densidad aparente (Dap) 0,103 0,1 0,10 0,16 0,08 0,11 0,09 1,15 1,14 0,94

0,15-

0,75

Densidad real (Dr) gr/ml 1,39 1,04 1,46 1,35 1,6 1,35 1,4 2,4 2,4 2,51 ?

Porosidad total (PT):1-

(Dap/Dr) 92,6 90,4 93,2 88,1 95,0 91,9 93,6 52,1 52,5 62,5 > 85%

% Fase solida (FS): 100-

PT 7,4 9,6 6,8 11,9 5,0 8,1 6,4 47,9 47,5 37,5 < 15%

Total: PT+FS 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

100,

0 100,0 100,0

CA Cascarilla de arroz

CAFAU Cascarilla de arroz + fibra de coco (1:1) antes de usar

CAF3A Cascarilla de arroz + fibra de coco (1:1) 3 años

PMC Peat mos comercial

FFF06 Fibra de coco flora y fauna 2006

FFF07 Fibra de coco flora y fauna 2006

FCU6M Fibra de coco usada 6 meses

PPG= Polvo de piedra Guácima

PPC Polvo de piedra + carbón

PRVI= Piedra roja volcan INA

Compuesto por gases: O2, N2 y CO2

Sistema radical con alta actividad metabólica y de crecimiento,

por tanto requieren más oxigeno.

Es lo que permite que un gran volumen de raíces puedan

acomodarse en un volumen reducido de sustrato.

Macroporos Agua drena

libremente por

efecto de gravedad:

Poros < 4 mm

Capacidad de aireación

•Granulometría: Tamaño partícula

Capilaridad

Granulometría: Tamaño de partícula

Naturaleza del material: densidad

de partícula

Retención de humedad

Agua total disponible (ATD)

Fracción

solida <15%

Agua: 55

- 70%Aire: 15 -

30%

Retención total de

agua (H10)

Agua fácilmente

disponible (AFD)

Agua reserva

(AR)

Agua difícilmente

disponible (ADD)

Retención de humedad

Determinar humedad :

10 cm.c.a (H10)

50 cm.c.a (H50)

100 cm.c.a (H100)

AR

Retención de humedad

AFD

ADD

Parámetro Mínimo Máximo

Densidad aparente (Dap) 0.15 0.75

Densidad real (Dr) gr/ml nd nd

Porosidad total (PT):1-(Dap/Dr)x 100 85.0

% Fase sólida (FS): 100-PT 15.0

Capacidad de retención de humedad a:

10 cm.c.a H10

Es agua

total 55 70

50 cm.c.a H50 30 40

100 cm.c.a H100 25 30

Relaciones agua:aire

Contenido de aire (CAH10) 15 30

Contenido de aire (CAH50) 45 55

Contenido de aire (CAH100) 55 60

Agua fácilmente disponible(AFD) 20 30

Agua de reserva (AR) 5 10

Agua total disponible (ATD) 24 40

Agua difícilmente disponible (ADD) 15 30

Fuente: Ansorena, (1994).

Carácterísticas físicas óptimas de los sustratos

30

60

55

25

15

45

55

70

30

55

30

40

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Succión (cm. c. a.)

Po

rcen

taje

(v/v

)

Aire máximo.

Agua mínimo.

Aire mínimo.

Agua máximo.

PE: Rango de 28 a 45 cm.c.a. (42% v/v)

• Las curvas de tensión

• Representa la succión que realiza la planta para absorber el agua del sustrato

• Estas curvas relacionan la tensión del agua con el contenido volumétrico de humedad en (% v/v)

Relación Aire : Agua

AGUA, 90,0%

AGUA, 60,6%

AGUA, 44,0%

AGUA, 38,0%

AGUA, 32,2%

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 10 25 50 100

Po

rcen

taje

(V

/V)

Tension de succion (cm.c.a.)

Grafico 1. Curva de liberacióm de AIRE : AGUA, y el componente solido de FICO

FASE SOLIDA: 10%

AIRE: 52%

AIRE: 29,4%

AIRE: 57,8%

AIRE: 46%

AIRE: 0%

punto de saturación de agua

Agua de reservaAgua facilmente disponible

Curva de liberación aire:agua

Porosidad total:

Macroporos: aire

Mesoporos: agua fácilmente disponible cercano a CC

Microporos: Agua de reserva

Ultramicroporos: Agua difícilmente disponible

Punto de equilibrio agua:aire para un sustrato de

fibra de coco.

5 4 . 9

3 5

3 1. 5

4 1. 2

6 1. 0 9

6 4 . 5 9

0

10

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

0 10 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 10 0 110

Succión (cm. c. a.)

% v

/v

Agua

Air e

Pe:48% a 22 cm.c.a.

Punto de equilibrio agua:aire para un sustrato de

cascarilla de arroz.

7.748.2 7.34

84.8584.4 85.25

0

10

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

0 10 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 10 0 110

Succión (cm. c. a.)

(%

v/v

)

Agua

Air e

Punto de equilibrio agua:aire para un sustrato de

turba fina.

84.5181.91

75.52

3.66.24

12.63

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Succión (cm. c. a.)

(%

v/v

)

Agua

Air e

Procedimiento adaptado del Análisis de Porómetro de

North Carolina 1. Pesar todos los envases (con tapas). Esto es P1.

2. Usar recipientes de una densidad de masa conocida.

3. Colocar los envases en un recipiente con agua y

permitir que el agua sature el sustrato por una hora. 4. Colocar la tapa en el envase. Removerlos del

recipiente de saturación. Pesar el envase y el sustrato

saturado. Esto es P2.

5. Abrir la tapa del envase y permita que drene por 2

horas. Pesar. P3 6. Medir el volumen drenado. P4

7. Las muestras de sustrato deben secarse a 105° C por 24

horas.

Laboratory test for AFP

Prueba de laboratorio

para E.A.

Cálculos Análisis de Porómetro de North Carolina

Datos que se requieren

1. Peso de envase vacío P1

2. Peso de envase con muestra saturada P2

3. Peso de envase con muestra recién drenada P3

4. Drenaje P4

1 gramo de agua = 1 ml

5. Peso seco de la muestra P5

Porosidad Total – el peso total de la muestra después de saturación

[(P2– (P1 + P5))/347.5 ml] x 100

Capacidad de Contenedor – cantidad total de agua que la muestra puede retener

después de saturación y drenaje

(P3– (P1 + P5))/347.5 ml] x 100

Laboratory test for AFP

Prueba de Laboratorio

para E.A.

Porosidad Total – peso total de la muestra después de saturación

[(P2– (P1 + P5))/500 ml] x 100

Capacidad de Contenedor

– cantidad total de agua que la muestral puede retener

después de saturación y drenaje

(P3– (P1 + P5))/500 ml] x 100

Espacio Aéreo – Volumen de agua que drena

Porosidad Total –Capacidad de Contenedor

Densidad de Masa

P5/500 ml = g/cc (ml)

Laboratory test for AFP

Cálculos Análisis de Porómetro de North Carolina

Prueba de Laboratorio

para E.A.

GRACIAS POR SU

ATENCION

Volcán Miravalles. Guanacaste.

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