PRIMER CURSO NACIONAL DE SUSTRATOS

Colegio de PostgraduadosTexcoco, Estado de México

28 – 30 de Julio, 2010

GENERALIDADES DE LOS SUSTRATOS: HISTORIA, CONCEPTOS BÁSICOS,

ESTADÍSTICAS Y PERSPECTIVAS DE LOS SUSTRATOS EN MÉXICO Y EL MUNDO

Dr. Gabriel Alcántar González

Colegio de Postgraduados

alcantar@colpos.mx

1. HISTORIA2. CONCEPTOS BÁSICOS3. ESTADISTICAS4. PERSPECTIVAS EN MÉXICO Y EL MUNDO

¿ ES CORRECTO O NO CONSIDERAR AL SUELO COMO UN SUSTRATO ?

• CONCEPTOS Y DEFINICIONES

• PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS Y BIOLÓGICAS

• DESINFECCIÓN

• SUSTRATOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS

• MÉTODOS DE EVALUACIÓN Y MÉZCLAS

• DESARROLLO DE NUEVOS SUSTRATOS:

PLANTULAS, FLORES CORTE Y MACETA, HORTALIZAS, VIVEROS

FRUTÍCOLAS Y FORESTALES, HONGOS, JARDINERIA Y PAISAJE

ANTIGÜEDAD• 520 a. C. BABILONIA ( Armenia – Irak )

• 384-322 ARISTOTELES – TEORÍA DEL HUMUS

• 1325-1519 TENOCHTITLAN ( Chinampas )

• 1577-1644 Van Helmont ( Experimento del sauce )

• 1699 Woodward (agua de mar, de rio, de manantial y de lluvia )

• 1808 De Saussure , soluciones acuosas de sales

• 1851-1856 Bossingault, cultivo en arena y soluciones

• 1860 Von Sachs, plantas hasta madurez

• 1860 Knop, recambio de la solución nutritiva

Sandoval et al. 2009. Nutrición de Cultivos, Mundiprensa. Capítulo 10 ; 382-385.

ÉPOCA MODERNA

1919 Hoagland, solución del suelo semejante

1929-1938 Gericke, laboratorio a escala comercial

1940 Arnon y Hoagland, solución nutritiva con base en lo absorbido

1946 Gericke, libro “Guía para jardinería sin suelo” y textos hidroponía

1952-1956 Hewitt, solución Rothamsted

1955 Fundación ISOSC

1961-1963 Steiner, solución universal

1973 1° simp. Sustratos en Belgica; Plant Sustrate Comission (ISHS)

1974 De boodt (ed.) memoria. Acta Hort. N° 37

1983 Penningfeld y Kurzman, “Estudio de sustratos para hidroponía”

1983 G. Baca y S. Alcalde, tesis Dr. Sobre soluciones y sustratos

DEFINICIÓN DE SUSTRATO

HANAN et al. (1978):

“ES LA MEZCLA FORMADA POR MATERIALES EN ESTADO SÓLIDO, LIQUIDO Y GASEOSO QUE DEBEN ENCONTRARSE EN PROPORCIONES ADECUADAS PARA QUE LAS PLANTAS TENGAN CRECIMIENTO SATISFACTORIO.

NOGUERA Y ABAD (1997):

“SE ENTIENDE POR SUSTRATO AL MATERIAL SÓLIDO NATURAL, DE SÍNTESIS O RESIDUAL, ORGÁNICO O MINERAL, QUE COLOCADO EN UN CONTENEDOR, EN FORMA PURA O MEZCLADO, PERMITE EL ANCLAJE DEL SISTEMA RADICAL, QUE DESEMPEÑA ASÍ UN PAPEL DE SOPORTE PARA LA PLANTA, PUDIENDO O NO INTERVENIR EN SU PROCESO DE NUTRICIÓN MINERAL”.

VOLKE et al. 2010 :

“UN SUSTRATO ES UN MATERIAL SÓLIDO SIMPLE O MEZCLA DE MATERIALES SIMPLES, DE ORIGEN NATURAL, DE SÍNTESIS O RESIDUAL, MINERAL U ORGÁNICO, QUE SE UTILIZA PARA PRODUCIR PLANTAS O CULTIVOS EN CONTENEDORES, DONDE CUMPLE FUNCIONES DE SOPORTE, DE AIREACIÓN Y DE RETENCIÓN Y APORTE DE AGUA, PUDIENDO O NO INTERVENIR EN EL PROCESO DE NUTRICIÓN MINERAL DE LAS PLANTAS O CULTIVOS”.

CLASIFICACIÓN(Materiales simples constitutivos de los sustratos)

• NATURALEZA (orgánicos e inorgánicos)

• PROPIEDADES QUÍMICAS (inertes y activos)

• ORIGEN (naturales y síntesis)

• RESISTENCIA A LA DEGRADACIÓN

• PROPIEDADES FÍSICAS (agua, granulometría, porosidad).

CLASIFICACIÓN POR SU NATURALEZA

• ORGÁNICOS

• INORGÁNICOS

Naturales (turbas)

Subproductos agroindustria

( fibra de coco, cascarillas, pajas, virutas, bagazos, otros)

Compost y vermicompost

Síntesis (poliuretano, estireno)

Naturales

(arena, grava, roca volcánica)

Transformados

(perlita, vermiculita, lana de roca)

• INERTES (no aportan nutrientes)

Arena

Grava

Roca volcánica

Lana de roca

Perlita

• ACTIVOS (aportan o almacenan nutrimentos)

Turba

Compost

Orgánicos

PROPIEDADES

QUÍMICAS

CONSTITUCIÓN DE LOS MATERIALES SIMPLES

MATRIZ SÓLIDA DE PARTÍCULAS

ESPACIO POROSO (EP)

Ambos están definidos por la naturaleza del material, el tamaño, la forma y distribución de las partículas, así como el empaquetamiento (configuración espacial) y porosidad de las partículas simples.

POROS INTERNOSDentro de las partículas (abiertos o cerrados); pueden o no estar

conectados con el exterior. Los cerrados (ocluidos) noconstituyen EP activo, no participan en la retención de agua, sidisminuyen la DR.

POROS EXTERNOSEspacios entre partículas. Se generan por la forma en que estas

se agregan (empaquetamiento).

Poros gruesos (macro poros) > 0.05 mm; agua y aire

Poros finos (micro poros) < 0.05 mm; aire

EPT: suelo = 50 % ; sustrato = 80 – 95 % (óptimo)

> 70 % (recomendable)

CARACTERISTICAS DESEABLES EN UN SUSTRATO(Cabrera, 1996, Rutgers University, New Jersey)

• Proveer nutrimentos en cantidades y formas necesarias

• Proporcionar un buen soporte para las raíces de las plantas

• Estar libre de fitopatógenos

• Porosidad total 70 – 85 % v/v

Retención de agua 55 – 70 %

Agua fácilmente disponible > 30 %

Capacidad de aireación 10 – 20 %

USOS Y FUNCIONES DE LOS SUSTRATOS

• USOSProducción de plántulas (almácigos)

Plantas de vivero (forestales)

Plantas de ornato (flores)

Producción de fruto

• FUNCIONES

Soporte

Retención y aporte de agua

Suministro de oxigeno

Aporte nutrimental

SUPERFICIE BAJO INVERNADERO

Mundial 265,000 hectáreas

Asia 138,000

Europa med. 95,000

Europa nor. 16,000

América 15,000 (México 8,000 en 2009)

Otros 1,000

Fuente: Productores de Hortalizas, 2009.

INVERNADEROS EN ESPAÑA

Año Hectáreas

1970 s 1,000

1989 23,850

1999 47,700

2005 53,850

2010 60,000 (estimado)

Fuente: Cron. Hort. 2005. ISHS, vol. 45 N°3;15-20

DISTRIBUCIÓN REGIONAL 2005

• Mediterráneo 45,562 hectáreas

(Murcia y Andalucía)

• Islas Canarias 6,763

• Área central 847

(Castilla y León)

• Cantabria 671

(Galicia y La Coruña)

TOTAL 53,843

MÉTODO ENARENADO

8 cm arena de sílice

> densidad

de raíces

10 kg.m-2 abono orgánico (sustrato)

evaporación 5 – 10 cm suelo arcillo limoso

de agua

suelo original pedregoso

(salina)

Rendimiento comercial promedio de las hortalizas mas comunes en la zona de Almería, España (2005).

CULTIVO RENDIMIENTO

( kg.m2)

Tomate 14.0

Pimiento 5.7

Pepino 7.6

Ejote 1.1

Melón 3.5

Sandía 6.8

Calabaza 5.2

Berenjena 6.7

Costos de producción de tomate en invernadero(Castilla 2004, 2005)

España (14 kg.m2) 2.0 Euros.m-2

Holanda y Bélgica (55 kg.m-2) 25.0 Euros.m-2

Gas natural (calentamiento + CO2), salarios, semilla, sustrato, fertilizantes, fungicidas y agua.

COSTO DE LA ESTRUCTURA PARA 1ha (Euros.m-2)

Media/baja tecnología 8 ($ 144 pesos)

Alta tecnología 38 ($ 684 pesos)

INVERNADEROS CANADÁ

Inicio Ontario 1910

40 ha tabaco y hortalizas 1950

Tomate - inmigrantes italianos

Pepino – menonitas

Harrow Research Centre 1974

Valor de producción $200 millones DC en 1994

$1,200 “ 2005

$2,200 “ 2010

Tomate, pepino, pimiento, lechuga y otros.

Aéreas de invernaderos (ha) en Canadá para producción de hortalizas (Can. Cat. N°22-202-XIB, 2005).

Provincia Tomate Pepino Pimiento Lechuga Total

Ontario* 254 154 119 3 530

Quebec 41 17 x 4 62

Columbia B. 118 29 90 x 237

Alberta 12 22 6 x 40

TOTAL 425 222 215 9 869

X= confidencial

*= 42°LN (N California, Roma, Italia)

MÉXICO

• Superficie agrícola 20 Millones ha

• 13.2 % (2.64 M ha) horticultura

• $ 7000 M usd (41% valor total prod. Agric.)

Fuente: Benavides A. y H. Ramírez.2003.Chron. Hort: 20 – 25

Agricultura Protegida = 10, 000 ha ( 0.38 % )

(estimado M. Sandoval V. )

AGRICULTURA PROTEGIDASistema de producción que se realiza bajo estructuras construidas con la finalidad

de evitar las restricciones que el medio ambiente impone para el desarrollo óptimode las plantas.

ECONÓMICA•Incremento en el ingreso de los

productores • Aumento de rendimientos por unidad de superficie•Productos de mejor calidad

AMBIENTAL• Eficiencia en el uso y manejo del

agua• Producción todo el año•Mayor control de plagas, malezas y

enfermedades

SOCIAL-Genera de 8 - 10 empleos directos

por ha-Genera polos de desarrollo regional

2009 a 2011 SAGARPA programa de apoyo a 3,665 ha de

agricultura protegida

Sus proyecciones indican que es un

mercado que seguirá creciendo

hacia el 2015

a un ritmo de 1 500 ha por año.

70.6 % invernaderos,

21.5 % casa sombra

7.9 % macro túnel

En noviembre de 2009 se tenían 259 proyectos autorizados con una

inversión de 3,659 mdp en 28 estados

Fuente: SAGARPA pág. web 2009.

Año Superficie (ha)

1980 300

1999 721

2005 3 214

2009 9 948

Asociación Mexicana de Productores de Hortalizas en Invernadero (AMPHI, 2009)

Tipo de protección Superficie (ha) % Nacional

Invernaderos 3 770 44

Malla (casas) sombra 4 370 51

Otros 4 29 5

Nacional: 8 569

Información de las Delegaciones estatales SAGARPA, 2009

SUPERFICIE NACIONAL DE AGRICULTURA PROTEGIDA

LA AGRICULTURA PROTEGIDA PUEDE APLICARSE A TODOS LOS CULTIVOS : HORTALIZAS , VIVEROS DE ESPECIES FORESTALES Y ORNAMENTALES

NIVELES DE TECNIFICACIÓN

ALTO MEDIO BAJO

EMPLEO DE SUSTRATOS

IMPORTACIÓN DE TURBA (PEAT MOSS) 2009Fuente: secretaría de Economía/Banco de México, julio 2010.

MES VALOR $ USD VOLUMEN kg

Enero 109,105 211,164

Febrero 26,570 66,818

Marzo 99,905 202,569

Abril 82,445 198,886

Mayo 80,190 175,674

Junio 144,590 259,577

Julio 205,847 369,138

Agosto 114,634 188,615

TOTAL 863,286 1,672,441

Canadá (80-90 %), USA, Holanda, Chile, Letonia.

IMPORTACIÓN TURBA 2,000 ton/añoCOSTO > $ 1 millón USD ( $ 0.5 USD/kg)

• TURBA

$ 6.5 pesos/kg (manejo, almacén, transporte)= $14 / kg

($ 14,000 ton)

Bulto de turba 100L (27 kg) = $ 378 pesos

• BAtC

$ 1,500 ton (TIR=80%) ; $ 6,000 ton (TIR>1,000%)

( R. Rodríguez Macías 2004. Tesis Dr. Edafología, Colpos )

DEMANDA ANUAL DE SUSTRATO TURBA COMERCIAL (Rodríguez Macías, 2004)

LUGAR TON

Jalisco 1,070

México 14,469

UK 787,000

Europa 4.3 millones

Mundial 9.0 millones

1998 Tierra hojarasca/monte 20,000 ton/año

2000 Regulación mundial de las turberas