PRIMER CURSO NACIONAL DE SUSTRATOS
Colegio de PostgraduadosTexcoco, Estado de México
28 – 30 de Julio, 2010
PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS
SUSTRATOS Y SU INTERPRETACIÓN
Dr. Fidel René Díaz Serrano
DICIVA. Universidad de Guanajuato
Irapuato, Gto.
PROPIEDAD QUÍMICA
• Es toda aquella variable que está sujeta a cambios químicos o de composición química.
• pH.- potencial de hidrógeno de una solución
• Conductividad eléctrica
• CIC.- Capacidad de intercambio de cationes
• Carbono orgánico
• Relación C/N
• Celulosa, hemicelulosa, lignina, grasas, etc.
POTENCIAL DE HIDRÓGENO
• pH = -log H+]
• Log = 10x; X = 0, 1, 2, -1, -2, etc)
• pH = 5 ( Concentración de 0.00001 g L-1)
• pH = 6 (Concentración de 0.000001 g L-1)
• pH = 7 (Concentración de 0.0000001 g L-1)
• pH = 8 (Conc. de 0.00000001 g L-1)
CONCENTRACION DE H en g L-1
DEPENDE LA DISPONIBILIDAD DE NUTRIMENTOS.ES UNA PROPIEDAD MUY IMPORTANTE . PODEMOS APLICAR LOS NUTRIMENTOS PERO SI NO SE ENCUENTRA EN UN PH ADECUADO LAS RAÍCES DE LAS PLANTAS NO LOS TOMAN EFICIENTEMENTE Y SE PIEDEN NUTRIMENTOS Y FINALMENTE DINERO.
EN SUSTRATOS PARA MUCHOS CULTIVOS EL PH DEBE MANTENERSE EN UN INTERVALO DE 5.5-6.5.
Determinación del PH en sustratos al inicio del experimento
• Es importante para conocer si es apto para el cultivo que se utilizará y si se pueden hacer correcciones y con que facilidad.
• pH de algunos sustratos
• Tezontle (6.5)
• Fibra de coco (7.5)
• Turba Mezclas profesionales (5.8)
• Turba bruta (3.5)
MANTENIMIENTO DEL PH DE LA SOLUCIÓN DE LOS SUSTRATOS
USO DE ÁCIDOS (SULFÚRICO, FOSFÓRICO , NÍTRICO U ORGÁNICOS)
PIMIENTO FIBRA DE COCO
IMPORTANTE CONTAR CON CONTROLADOR RIEGO PRECISO
DEBEN ESTAR EQUIPADOS CON UNA SONDA DE PH A LA SALIDA DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA Y PODER CONTROLAR AUTOMATICAMENTE LA INYECCIÓN DE ÁCIDO
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
• Medida indirecta de la concentración de iones en una solución.
• Sales solubles totales = CE X 640
• 640 ppm (mg L-1) = 1 dS m-1 (NaCl)
• N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu, Zn, Bo, Mo, Cl, etc.
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
• Influye sobre la presión osmótica de la solución = disponibilidad de agua para las raíces de las plantas
• PO = 0.024 X CE (atmósferas)
• Cultivos requieren intervalos de CE específicos
• Fresa menos de 1.5 dS m-1 (mS cm-1,
• mmhos cm-1
• Jitomate más de 3.0 dS m-1
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
• DEPENDE DE LAS NECESIDADES DE NUTRIMENTOS DE LOS CULTIVOS.
• Si la CE es menor o mayor en cierto momento el rendimiento de los cultivos puede ser menor del óptimo.
• Menor pueden presentarse deficiencias de algunos nutrimentos.
• Mayor pueden presentarse síntomas de deficiencia de agua, toxicidades o quemaduras en hojas
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO
SUPERFICIE DEL SUSTRATO
CIC
Mg
Na
H K
NaK Ca H
Ca
Mg
Solución nutritiva
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES
• Propiedad que presentan principalmente los sustratos orgánicos.
• Unidades miliequivalentes/100 g de sustrato
• Unidades recientes: cmoles (+) Kg de sustrato
• Son unidades equivalentes
• 20 meq L-1 = 20 cmoles (+) Kg de sustrato
• Sirve como un almacén de nutrimentos
• Generalmente se recomienda usar sustratos con CIC menores a 20 cmoles Kg-1 (Especialmente si se adicionan nutrimentos de manera continua).
• Turbas 100-150 meq L-1
• Fibra de coco > 50 meq L-1
• Se señala que sustratos con CIC altas pueden desequilibrar las soluciones nutritivas y pueden causar problemas de nutrición.
• (EJEMPLO. FIBRA DE COCO)
• Sustratos inorgánicos como agrolita, lana de roca, tezontle presentan baja CIC y las soluciones nutritivas equilibradas se pueden manejar de mejor manera.
• En México no ha habido investigaciones sobre el tema de la influencia de la CIC de los sustratos sobre la nutrición de las plantas.
CONCENTRACION INICIAL DE NUTRIMENTOS
• Esta directamente relacionada con la CE de un sustrato.
• Si la CE de un sustrato es alta se puede disminuir con adiciones de agua.
Generalmente no es tan necesaria, en algunos casos sí (macetas puede ser importante). Se adicionan nutrimentos a los sustratos.
SOSPECHA METALES PESADOS
• Es importante hacer análisis de nutrimentos si se sospecha que puede contener metales pesados (caso compostas y vermicompostas).
MATERIA ORGÁNICA (%)
• SUSTANCIAS QUE TIENEN COMBUSTIÓN CONSTITUYEN LA M.O. DE UN SUSTRATO.
• INDICA SI UN SUSTRATO HA SIDO DEGRADADO POR MEDIO DE UN PROCEDIMIENTO MICROBIOLÓGICO.
• MATERIALES FRESCOS PUEDEN CONTENER MAS DE 90 % DE M.O. (FIBRA DE COCO FRESCA).
• NORMALMENTE LOS SUSTRATOS CON UN ALTO CONTENIDO DE M.O. NO SE USAN COMO SUSTRATOS (DESCOMPOSICIÓN MICROBIOLÓGICA).
• ALGUNOS MATERIALES CON DEGRADACIÓN BIOLÓGICA PARCIAL PUEDEN USARSE COMO SUSTRATOS (80-85 % M.O).
• (SUSTRATOS DE PAJA DE TRIGO PARA PROD. PLÁNTULAS, CORCHO PRECOMPOSTEADO, FIBRA DE COCO PRECOMPOSTEADA, BAGAZO DE AGAVE TEQUILERO).
PORCENTAJE DE C ORGÁNICO Y NITRÓGENO
• ESTA RELACIONADO CON EL CONTENIDO DE M.O.
• % DE C = M.O. / 1.724
• % DE N
• RELACIÓN C/N INDICA EL GRADO DE DEGRADACIÓN BIOLÓGICA DE UN MATERIAL ORGÁNICO.
RELACIONES C/N
• RELACIONES BAJAS < 30 LOS MATERIALES HAN SUFRIDO UN PROCESO DE TRANSFORMACIÓN BIOLÓGICA (COMPOSTAJE Y VERMICOMPOSTAJE).
• RELACIONES ALTAS LOS MATERIALES ORGANICOS TIENEN POCA DEGRADACIÓN.
• (100 Ó MAS :1). Aserrín, CORTEZA DE PINO, ETC.
• MATERIALES QUE PUEDEN ESTAR PARCIALMENTE DEGRADADOS (80-85 % M.O).
BIOESTABILIDAD (Lemaire, 1997)
• Propiedad de un material orgánico de perder poco peso y conservar sus propiedades físicas y químicas durante varios meses.
• La prueba sugiere la transformación biológica del material como se encuentra.
• No toma en consideración la adición de fertilizantes nitrogenados durante un ciclo de cultivo.
BIOESTABILIDAD DE MATERIALES ORGÁNICOS
• INDICE DE BIOESTABILIDAD • I.B = M.O INICIAL-M.O. FINAL/ M.O INICIAL• COMPOSTA 96.40 %• FIBRA DE COCO 100 %• Turba alemana 93.40 %• Turba finlandesa 85 %• Turba canadiense 95.5-99.5 (1 mes).• Paja de trigo 38 % • Paja de trigo parcialmente descompuesta (92-95
% M.O. alta bioestabilidad (1 mes).
BIOESTABILIDAD
• Periodo largo de degradación biológica (250 días)
PAJA DE TRIGO (BIOESTABILIDAD 38 %)Baja bioestabilidad
PAJA DE TRIGO
Bioestabilidadalta
Periodo corto de degradación (30 días)
SUSTRATOS A NIVEL COMERCIAL
• FIBRA DE COCO (ALTAMENTE BIOESTABLE)
• FIBRA DE COCO PRECOMPOSTEADA (ALTAMENTE BIOESTABLE)
• EN ALGUNAS OCASIONES SE UTILIZA POR 3 CICLOS DE CULTIVO.
BIOESTABILIDAD
• Depende de la naturaleza química de sus componentes (tejidos).
• Celulosa, hemicelulosa, lignina.
• Celulosa y hemicelulosa sufren una degradación microbiológica más fácil que los materiales que contienen lignina.
• También depende de la localización de los tejidos (celulosa cubierta por una capa de lignina).
CONTENIDOS DE CELULOSA. HEMICELULOSA Y LIGNINA DE ALGUNOS MATERIALES
MATERIAL CELULOSA%
HEMICELULOSA%
LIGNINA%
DEGRADACIÓN%
PAJA TRIGO 50.12 23.12 7.61 RAPIDA
BAGAZO AGAVEFRESCO
51.83 6.18 21.56 LENTA
BAGAZO COMPOSTEADO
43.59 9.62 25.18 LENTA
FIBRA DE COCO 23-43 3-12 35-45 LENTA
SUSTANCIAS FITOTÓXICAS
• Fibra de coco fresca-----------polifenoles que inhiben el crecimiento de las plantas.
• Fibra sin suficiente compostaje------polifenolessin transformarse inhiben el crecimiento de las plantas.
• Paja de trigo-------------------ácidos fenólicos
• Inhiben el crecimiento de las plantas.