Caracterrizacion de Sustratos
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PRIMER CURSO NACIONAL DE SUSTRATOS Colegio de Postgraduados Texcoco, Estado de México 28 – 30 de Julio, 2010 NORMAS Y MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE SUSTRATOS M.C. Patricia Vargas Tapia FERTILAB [email protected]
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PRIMER CURSO NACIONAL DE SUSTRATOS
Colegio de PostgraduadosTexcoco, Estado de México
28 – 30 de Julio, 2010
NORMAS Y MÉTODOS DE
EVALUACIÓN DE SUSTRATOS
M.C. Patricia Vargas Tapia
FERTILAB
¿Qué es un sustrato?
Material sólido, natural, de síntesis, mineral u
orgánico distinto del suelo in situ, que
colocado en un contenedor o bolsa, en
forma pura o en mezcla, permite el
desarrollo del sistema radicular y el
crecimiento del cultivo (Abad y Noguera,
2000) y que pueden intervenir o no en la
nutrición de la planta.
Funciones del un sustrato
1. Sólida: responsable del anclaje de la
raíz y asegura la integridad de la
planta.
2. Liquida: importante en el
suministro de agua y fertilizantes.
3. Gaseosa: Transporte del dióxido de
carbono y oxigeno entre la raíz y el
medio externo.
La finalidad de los sustratos en cualquier
cultivo es producir una planta/cosecha de
calidad, en el más corto periodo de
tiempo, con bajos costos de producción y
además no debe provocar un impacto
ambiental (Abad et al., 2005)
¿Qué hacer para elegir un sustrato?
A. Caracterización del material.
B. Estudio crítico de las características
físicas, químicas y biológicas.
C. Mejora sencilla en caso necesario.
D. Realizar ensayos de crecimiento
vegetal.
Una vez que el sustrato esté en el
contenedor y la planta esté creciendo
en él, no será posible modificar las
características físicas básicas de dicho
sustrato. Esto contrasta con las
características químicas, que pueden
ser modificadas mediante técnicas de
cultivo apropiadas por el agricultor
(Abad y Noguera, 2000).
Características que Deseamos en un Sustrato
Físicas
*Elevada capacidad de retención de agua
fácilmente disponible
*Suficiente suministro de aire
Granulometría tal que mantenga las
condiciones antes mencionadas
Baja densidad aparente
Estructura estable, que impida la
contracción del sustrato
Físico-químicas y Químicas
Suficiente nivel de nutrimentos asimilables
*Salinidad reducida
*pH ligeramente ácido
Mínima velocidad de descomposición
Características que Deseamos en un Sustrato
Otras Propiedades
*Libre de semillas de malas hierbas,
nematodos y otros patógenos y
sustancias fitotóxicas
Reproducibilidad y disponibilidad
Bajo costo
Fácil de preparar y manejar (liviana)
Fácil de desinfectar y estabilidad frente a
la desinfección
Características que Deseamos en un Sustrato
Realizado varios trabajos de investigación
(principalmente tesis) en México.
Unos de los pioneros en el tema es el Dr.
Baca, 1983; Domínguez, 1994; Quiñones,
1995; Velasco, 1995; Zarate, 1995; Ríos,
1996; López, 1999; Esquivel, 2001.
La mayoría de estos van encaminados a
la producción de diversos cultivos y
comparación de diferentes sustratos en
producción.
Trabajos de Investigación en Mexico
Gran variación en los métodos
empleados.
García (1999) realizó un trabajo de
investigación considerando una
caracterización previa de diferentes
materiales.
Importancia a la caracterización.
En estos últimos trabajos sigue
siendo evidente la diferencia en
algunos métodos empleados.
En México es importante unificar
esfuerzos para generar métodos
estandarizados para la
caracterización de sustratos.
Un grave problema al que se enfrenta la
caracterización de los sustratos a nivel
mundial.
Existen pocas normas estandarizadas y
un lenguaje propio para esta área.
Comunidad Europea cuentan normas
estandarizadas por el Comité Europeo de
Normalización (ECS, CEN).
Varios países están recurriendo a su uso.
En México tampoco se cuenta con
normas oficiales para la caracterización.
METODOLOGÍAS Y NORMAS VIGENTES CEN
( European Committee for Standardisation)
1. Etiquetado y muestreo
2. Físicas
3. Químicas
Etiquetado y muestreo
CR 13456:1999: Soil improvers and growing
media - Labeling, specifications and product
schedules (etiquetado, especificaciones y clasificacion de productos).
EN 12579:1999 : Soil improvers and growing
media – Sampling (Muestreo).
EN 12580:1999: Soil improvers and growing
media - Determination of a quantity(determinación de la cantidad).
Normas Europeas
Importante
Físicas EN 13040:2007: Soil improvers and growing media - Sample
preparation for chemical and physical tests, determination of dry
matter content, moisture content and laboratory compacted bulk
density.
EN 13041:1999/A1:2006: Soil improvers and growing media -
Determination of physical properties - Dry bulk density, air volume,
water volume, shrinkage value and total pore space.
EN 15238:2006/AC:2009: Soil improvers and growing media -
Determination of quantity for materials with particle size greater
than 60 mm.
EN 15428:2007: Soil improvers and growing media -
Determination of particle size distribution.
EN 15761:2009: Pre-shaped growing media - Determination of
length, width, height, volume and bulk density.
Normas Europeas
Químicas
EN 13037:1999: Soil improvers and growingmedia - Determination of pH.
EN 13038:1999: Soil improvers and growingmedia - Determination of electricalconductivity.
EN 13039:1999: Soil improvers and growingmedia - Determination of organic mattercontent and ash.
EN 13650:2001: Soil improvers and growingmedia - Extraction of aqua regia solubleelements.
Normas Europeas
EN 13651:2001: Soil improvers and growingmedia - Extraction of calcium chloride/DTPA(CAT) soluble nutrients.
EN 13652:2001: Soil improvers andgrowing media - Extraction of water solublenutrients and elements.
EN 13654-1:2001: Soil improvers andgrowing media - Determination of nitrogen -Part 1: Modified Kjeldahl method.
EN 13654-2:2001: Soil improvers andgrowing media - Determination of nitrogen -Part 2: Dumas method.
QuímicasNormas Europeas
CARACTERIZACIÓN
FÍSICA
De Mayor Importancia
Capacidad de Aireación o Porosidad de
Aireación
Capacidad de retención de agua
Agua Fácilmente Disponible
Agua de Reserva
Agua Total Disponible
Agua Difícilmente Disponible
Granulometría
Densidad Aparente
Metodologías Empleadas para Análisis de Sustratos
UNE-EN 13040:2008; Mejoradores de suelo y
sustratos de cultivo. Preparación de la muestra para
ensayos físicos y químicos.◦ Materia seca
◦ Humedad
◦ Da compactada en laboratorio
UNE-EN 13041:2001/A1:2007; Mejoradores de
suelo y sustratos de cultivo. Determinación de las
propiedades físicas.◦ Densidad aparente seca,
◦ Volumen de aire,
◦ Volumen de agua,
◦ Valor de contracción y
◦ Porosidad total o EPT
Metodologías Empleadas para Análisis de Sustratos
Tensión riego por gravedad (0-1500 kPa)
Tensión de los sustratos (0-10 kPa)
Tensión riego por goteo (0-60 kPa)
Co
nte
nid
o V
olu
métr
ico
, cm
3/c
m3
0.20
0.30
0.40
0.50
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Curva Característica
de Humedad
Características de Humedad
Curva de liberación de
agua (10, 20, 30, 50 y 100 cm
c.a.) (De Boodt et al, 1974;
modificado por Martínez, 1993)
Metodologías Empleadas para Análisis de Sustratos
Equipo de Succión con embudos, para estudio de las relaciones aire-agua
Metodologías Empleadas para Análisis de Sustratos
Curva característica de liberación de agua de un sustrato
Agua Fácilmente Disponible (AFD): Es
la diferencia entre el volumen de agua
que se libera entre 10 y 50 cm de
columna de agua en un el sustrato.
Agua de Reserva (AR): Es la diferencia
entre el volumen de agua retenida a una
succión de 50 y 100 cm de c.a. (Abad et
al., 1993).
Metodologías Empleadas para Análisis de Sustratos
Agua Total Disponible (ATD): Es la suma del
AFD y el AR
Agua Difícilmente Disponible (ADD): Es el
volumen de agua que queda retenida por el
sustrato a una tensión de 100 cm de carga
de agua (Abad et al., 1993).
Metodologías Empleadas para Análisis de Sustratos
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
% V
olu
men
Tensión, cm de c.a.
Material sólido
Aire
Agua
G
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
Co
nte
nid
o V
olu
métr
ico, %
Tensión, cm de c.a
Tezontle Perlita B12
Fibra de coco M. suelo
Niveles Hídricos Considerados Óptimos en Sustratos
Agua fácilmente disponible 20-30%
Agua de reserva 4-10%
Agua total disponible 24-40%
Capacidad de aireación 20-30%
Fuente: Abad et al. 1992
UNE-EN 15238:2007: Mejoradores de suelo y
enmiendas de cultivo. Determinación de la
cantidad para materiales con tamaños de
partícula mayores de 60 mm.
UNE-EN 15428:2008: Mejoradores de
suelo y sustratos de cultivo. Determinación
de la granulometría de las partículas.
Metodologías Empleadas para Análisis de Sustratos
Importancia de la granulometría
Poroso
Muy Ligero
Fracciones
◦ Arenilla (menor ¼), 30%
◦ Sello (de ¼ a ¾), 70%
◦ Otro
¿Qué características necesito?
Perlita tipo B12
Características Humedad vs Granulometría
0
10
20
30
40
50
60
70
0.06
0.19
0.38
0.61
0.86
1.50
3.00
5.15
7.35
10.50
Diametro medio de particicula
CA
, %
0
10
20
30
40
50
60
CR
A,
%
CA
CRA
La fracción de 0.25 a 0.50 mm, afecta fuertemente a la capacidad de
aireación y capacidad de retención de agua
Características Perlita Tipo B12 Tezontle tipo B12
EPT 86% 71%
CA 29% 32%
AFD 25% 23%
AR 7% 3.5%
DA 0.14 g/cm3 0.68 g/cm3
Castellanos y Vargas, 2009.
CARACTERIZACIÓN
QUÍMICAS
Métodos de Extracción Nutrimental
En agua regia
Con Cloruro de calcio/DTPA (1:5 v/v)
Agua (Diferentes relaciones)
◦ Extracto de saturación.
Métodos aprobados para determinar cada
elemento incluyendo microelementos.
La mayor importancia en la
elección del método es contar
con los niveles óptimos para
cada elemento, de lo contrario
solo se obtiene un valor que no
tiene una aplicación practica.
Métodos Químicos
CARACTERIZACIÓN
BIOLÓGICA
Metodologías Empleadas para Análisis de Sustratos
Bioensayos de germinación (Zucconi et al., 1981)
Semillas de lechuga
Índice de germinación (germinación y
desarrollo radicular de las plantas
recién germinadas
Índices de germinación inferior a 60
son considerados Fitotóxicos
COMENTARIOS FINALES
Formar comité de generar una
norma para análisis de sustratos
en Mexico.
Realizar por lo menos un
análisis de las características
físicas.
Gracias
